68411-电力电子技术 模拟试卷二.docx

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1、本题分数50得分电力电子技术模拟试题二第 1 页 （共 9 页）二XX 二XX 学年第X 学期考试日期：年月日试卷类型：A试卷代号：班号学号姓名题号一二三四五六七八九十总分得分一、简答题: (50 分)1. (4) 请结合图 1 所示晶闸管双晶体管模型电路说明晶闸管的半控特性。额定电流为 100A 的晶闸管，在该直流电路中可以持续工作的最大电流 IA是多少？（不考虑安全裕量）图 12. (5) 晶闸管整流电路实现有源逆变的条件是什么?有源逆变电路为什么要对最小逆变角进行限制? 哪些整流电路不能实现有源逆变（至少举例两种）？3. (4) 图 2 所示为 Buck 电路在 CCM 模式下 MOSF

2、ET 开通过程中uDS的端电压、电流以及驱动电压波形。（1）请分析电流 iDS在 t3-t5时iDS段内开关管电流高于电感电流是怎么产生的？（2）驱动电压 uGS为什么在中间会存在一个平台？uGSt1 t2 t3 t4 t5图 2第 9 页（共 9 页）4. (5) 如图 3 所示电路为双管正激 DC/DC 变换电路，两只开关管Q1和 Q2 同时开通与关断。(1) 试分析该电路在电感电流连续时的工作原理（模态），并说明 D1（D2）的作用？(2) 请说明该电路开关管的占空比范围，并解释原因。Q1D2DR1LfTrIoNpNs*DR2CfRLdD1Q2UinUo图 35. (4) 双反星形可控整

3、流电路中的平衡电抗器起什么作用？当双反星形可控整流电路工作在下图所示扇区 3 时，带平衡电抗器和不带平衡电抗器两种情况下的导通的晶闸管是否一样，为什么？cb213a a6 54bc图 46. （6）简述驱动电路的功用？如图所示为开关管 GTR 驱动电路，请指出 C、D2、D3、D4、Q3、Q4作用。 图 5 7. （5）图 6 所示升压型 DC/DC 变换器，电路工作在电感电流连续模式，晶体管的占空比为 D， 电感量 L 和电容量 C 足够大，但均为有限值，负载电阻为 RL，负载中的电流脉动忽略不计。（1）画出晶体管 Q 两端电压波形并标注电压大小、画出电容电流 iC 的波形。（2）该电路输出

4、能否在开环条件下空载运行，为什么？+ ii UiLDQubuiC QCubTONuQRL uo图 6iC8. （6）缓冲电路的作用是什么？请在图 7 所示的 Buck 电路中加上 RCD 缓冲电路，并请简要说明其工作原理。UinQDCfRLdUoL图 79. (4) 降压式变换器中，输入输出电压分别为 Ui 和 Uo ，开关管的占空比为 D。在 Po = 20W 时， 滤波电感电流如下图虚线所示。(1) 当 Po = 10W 时，如果 Ui 和 D 保持不变，绘制开关管电压波形和滤波电感电流波形；(2) 当 Po = 10W 时，如果 Ui 和 Uo 保持不变，绘制开关管电压波形和滤波电感电流

5、波形。vQvQ iLf 0TS(1)2TSiLf 0TS(2)2TS10. （7）单端正激变换器，Ui=300V，Uo =30V，N1: N2: N3 =6:2:3。（1）基于图 6，绘制完整的电路图，并说明 N3、D3 支路的作用；（2）该电路允许工作的最大占空比是多少？（3）绘制断续模式下的滤波电感电流波形、变压器磁通波形以及功率器件 Q、D3的电压波形。（注：磁复位完成在先，电感电流进入断续在后。）+N1N2D2icCUiRL_Q_D3N3D1LilUo图 8vGSTONTONtiLfttuQtuD3t本题分数12得分二、如图 9 所示单相桥式全控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100

6、V，E=50V，R=1，L 足够大，=60。（1）画出 ud、id、iT1、uT1、uD、iD 的波形（晶闸管和二极管电压参考方向为阳极为正，阴极为负）；（6）（2） 输出电压和输出电流的平均值 Ud、Id、电感 L 的平均电压、变压器二次侧电流有效值 I2；（4）（3） 若不使用平波电感 L，其它条件保持不变，Ud会不会有变化，为何？（2）Tid1T2i2Rau1u2 T3DLud biD E T4图 9本题分数10得分三、图 10 所示为电感有中心抽头的降压式 DC/DC 变换器，电感总匝数为 N1，右边部分绕组匝数为 N2。输入电压 Uin 为 400V，N1:N2 = 2:1，输出 4

7、8V/15A，开关频率 100kHz，开关管的占空比为 D，电路工作在电感电流连续模式。(1) 推导 Uo的表达式；(2)(2) 定量画出功率管 Q 和二极管 D 的电压波形（标注出电压大小，参考方向见图）；(4)(3) 计算二极管最大峰值电流与晶体管最大峰值电流比值；(2)(4) 请问功率管 Q 和二极管 D 分别选什么类型的器件最合适？(2)uQ N1N2i1QDuD CfRLdUinUo图 10本题分数10四、如图 11 所示三相半波整流电路，=60，U2=220V，大电感性负载，R=10。(1)推导输出整流电压的表达式，必须给出推导过程；（2）得分(2) 计算输出电压和输出电流的平均值

8、 Ud、Id；（2）(3) 考虑 2 倍安全裕量，计算晶闸管电压、电流定额；（4）(4) 请说明该变压器原副边绕组的接线方式，为什么要这么接？（2）U2Ta* * aTb* * bTc* * c图 11id LRud本题分数10得分五、单端反激式变换器由一个功率晶体管 Q、二极管 D、电感变压器 T 和滤波电容 C 构成。开关管的占空比为 D，输入输出电压分别为 Ui、Uo。(1) 请绘出单端反激变换器电路图，标注变压器绕组同名端；(2)(2) 推导 CCM 下 Uo /Ui 关系式(给出具体过程)； (2)(3) 变换器开环条件下完全空载能否正常工作，为何？(2)(4) 当负载较小时反激变换

9、器一般设计在 CCM 方式还是DCM 方式？请阐述原因。(2)(5) 若开关频率为 100kHz，反激变压器可采用什么材料？是否需要气隙，为什么？(2)本题分数8得分六、 如图 12 所示半桥直流变换器，副边采用双半波整流电路。输入电压 Uin为 500V10%，UCd1 = UCd2 = Uin/2，输出电压 Uo为 20V，最大输出功率 600W，最小输出功率 100W，工作频率为 100kHz， 开关管的占空比为 D，Np : Ns1 : Ns2 为 n:1:1，n=10。(1) 请推导电感电流连续时的电压传输比 Uo /Ui；（3）(2) 计算保证整个工作范围内电感电流连续时所需的电感值及占空比变化范围；（5）Cd1ub1Q1is DR1LfTrIo+-NpCfRLdCd2*ub2Q2Ns2DR2* Ns1UoUin图 12