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练习题五1、交流调压电路的控制方式有哪些？2、什么叫过零触发方式？3、单相交流调压的特点有哪些？4、三相交流调压常用的有哪几种接线方式？5、什么叫直流斩波电路？适用场合有哪些？6、简述斩波器的两种工作方式。
7、开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关？试以降压式斩波器为例，简要说明斩波器式直流变压器的转换效果。
答案：1、交流调压电路的控制方式：通断控制方式、相位控制方式2、过零触发：使晶闸管交流开关在端电压过零后触发，并借助于负载电流过零时低于维持电流而自然关断，使电路波形为正弦整周期形式，这种方式可以避免高次谐波的产生，减少开关对电源的电磁干扰。
在过零触发方式的基础上使晶闸管交流开关在整个工作过程中导通m周期，关断n周期，以导通周期和关断周期之比改变输出电压，达到对负载调工的目的。
3、①带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角可以改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。
②带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当α＜φ时，会发生一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直流分量，会烧坏熔断器或晶闸管。
③带大电感性负载时，最小控制角αmin=φ，所以α的移相范围为φ～180°，而带电阻性负载时移相范围为0°～180°。
4、接线方式：星形连接带中性线的三相交流调压电路、晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路、晶闸管反并联的三相三线交流调压电路。
5、直流斩波电路：把固定的直流电压变换成可变直流电压的电路称之为直流斩波电路。
这种电路广泛应用于开关电源及直流电动机驱动装置中，如不间断电源、无轨电车、地铁、蓄电池供电的无级变速机动车及电动汽车传动控制。
6、①脉宽调制工作方式：维持T不变，改变ton；②频率调制工作方式：维持ton不变，改变T。
7、硬开关在开关转换过程中，由于电压、电流均不为零，出现了电压、电流重叠，会导致开关转换损耗的产生。
同时，由于电压和电流变化过快，也会使波形出现明显的过冲，产生开关噪声。
韩山师范学院实验报告姓名： 学号： 专业、班级科目：日期：实验五 直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(3)了解PWM 控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
二、实验所需挂件及附件1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT 。
D 为续流二极管。
由图4-12b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D =U i 。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on /T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
(a)电路图 (b)波形图图4-12 降压斩波电路的原理图及波形ii oni off on on o aU U TtU t t t U ==+=U GEU D t t tU Ot ont of fT U i-+-+U②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13所示。
电路也使用一个全控型器件V 。
由图4-13b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向电感L 1充电，充电电流基本恒定为I 1,同时电容C 1上的电压向负载供电，因C 1值很大，基本保持输出电压U O 为恒值。
设V 处于通态的时间为t on ，此阶段电感L 1上积蓄的能量为U i I 1t on 。
作者简介：穆森，女，１９８１年生，中北大学在读硕士研究生。
引言直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。
全控型电力电子器件ＩＧＢＴ在牵引电传动、电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用；但以ＩＧＢＴ为功率器件的直流斩波电路在实际应用中需要注意以下问题：（１）系统损耗的问题；（２）栅极电阻Ｒｇ的问题；（３）驱动电路实现过流过压保护的问题。
１直流斩波电路中的若干问题与解决方案１．１系统损耗的问题ＤＣＣｈｏｐｐｅｒ的系统效率，一方面受限于电源系统本身的耗能元件，例如电源内阻、滤波器阻抗、连接导线及接触电阻等；另一方面与其自身的工况和参数也有很大关系，合理地配置参数也可改善系统效率。
设转换效率Ｅｄ、输入电压Ｖｉ、输出电压Ｖｏ、负载平均电流Ｉｏ，则其Ｅｄ＝Ｖ０Ｉ０／ＶｉＩｉ。
一般情况下，Ｉｏ对Ｅｄ的影响不大，同时电源内阻Ｒ０也要损耗部分能量。
这样就要调节好电源电压Ｅ、电源内阻Ｒ０、输入电压Ｖｉ三者之间的关系为Ｅ＝ＩｉＲ０＋Ｖｉ。
由于Ｅ一定，为了减小电源内阻损耗，就要增大Ｖｉ。
因此适当增大直流斩波电路的输入电压Ｖｉ，可以减少系统损耗、提高系统动态性能和可靠性。
１．２栅极电阻Ｒｇ的问题ＩＧＢＴ的开关速度高，开关损耗小。
有关资料表明，在电压１０００Ｖ以上时，ＩＧＢＴ的开关损耗只有ＧＴＲ的１／１０，与电力ＭＯＳＦＥＴ相当。
在栅极串入一只低值电阻（几十欧左右）可以减小寄生振荡，并且电阻阻值应随着驱动器件电流额定值的增大而减小。
当ＩＧＢＴ的栅极电阻Ｒｇ增加时，将使ＩＧＢＴ的开通与关断时间增加，而使能耗增加。
当栅极电阻Ｒｇ减小时，则使ｄｉｃ／ｄｔ增高，可能引发ＩＧＢＴ误导通，同时栅极电阻Ｒｇ上的损耗也有所增加。
因此，应根据ＩＧＢＴ的电流容量、电压额定值、开关频率的不同，选择合适的栅极电阻Ｒｇ的阻值，一般应选栅极电阻Ｒｇ在几十欧左右。
通常情况下，可查阅相应的电子器件手册来确定Ｒｇ的阻值，例如直流斩波电路中采用的ＩＧＢＴ功率器件的额定电压为１２００Ｖ、额定电流为５０Ａ时，则Ｒｇ可选用２５Ω的电阻。
XXX学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：验（序号）项目名称：直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）实验五直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理。
(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。
(3)了解PWM 控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理1、主电路①、降压斩波电路(Buck Chopper)降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图4-12 所示。
图中V 为全控型器件，选用IGBT。
D 为续流二极管。
由图4-12b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向负载供电，U D=U i。
当V 处于断态时，负载电流经二极管D 续流，电压U D 近似为零，至一个周期T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。
负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on/T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
图4-12 降压斩波电路的原理图及波形②、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图4-13 所示。
电路也使用一个全控型器件V。
由图4-13b 中V 的栅极电压波形U GE 可知，当V 处于通态时，电源U i 向电感L1 充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C1 上的电压向负载供电，因C1 值很大，基本保持输出电压U O 为恒值。
设V 处于通态的时间为t on，此阶段电感L1 上积蓄的能量为U i I1t on。
当V 处于断态时U i和L1 共同向电容C1 充电，并向负载提供能量。
