第5章 直流--直流变换电路

第5章 直流—直流变换电路 1.Buck电路中，L、C对电感电流Li脉动大小和输出电容电压Cu的脉动大小分别有何影响？

dSSodLULfDDDTLUUi2)1(2

dS

SLULCfDDCTiu216)1(8

于是：LiL CuCL, CLSuif,

CLui,确定，则：LfS,C

2.能完成以下功能的电路是DC—DC变换电路： A.直流电幅值变换；B.直流电极性变换；C.直流电路阻抗变换；D.有源滤波。 3.典型Buck电路如图。

A.该变换器直流输出电压oU与占空比D之间存在线性关系dODUU；

B.电感L和电容C组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使)(tuS的直流分量通过，抑制开关频率及其谐波分量通过。 C.稳态时，在0~DT时段内，电感电流对时间的变化率LUUdttdiodL)(；DT~T时段内，

电感电流的时间变化率LUdttdioL)(； D.不希望Li太大，否则将使流过电感和开关器件的电流峰值增大。可以通过选择合适的电感值来得到所希望的电流纹波Li

SL

odDTiUUL

2。

3.关于小纹波近似和CCM与DCM，以下叙述中正确的正： A.通常可以假设开关纹波幅值远小于直流分量，即OMaxrippleUu。输出电压近似为其直

流分量，从而可以忽略其小纹波成分)(turipple。上述近似称谓小纹波近似，或称线性纹波近似； B.输出电压)(tuo总是可以应用小纹波近似，但电感电流)(tiL一般不适用小纹波近似；

dUDLCR



)(tou



)(tu

L

)(tiL

)(tiD

图2.4采用功率MOSFET晶体管和二 极管表示的BUCK变换器 C.对于基本斩波电路，CCM是指电感电流连续；DCM是指电感电流不连续； D.Buck和Boost电路工作于CCM时的电压变换比与工作于DCM时的电压变换比不同。

4.根据对输出电压平均值进行调制的方式不同，斩波电路可分为三种控制方式： A.脉宽调制；B.频率调制；C.混合调制。 5.基本斩波电路一般认为共有六个，它们分别是： A.Buck降压斩波电路； B.Boost升压斩波电路； C.Buck-Boost降压-升压斩波电路； D.Cuk、Sepic、Zeta升压-降压斩波电路。

6.Boost电路如图所示。对于电感电流连续情况，回答以下问题：

A.T导通时，由电感电压)(tuLdU，推知电感电流对时间的变化率dttdiL)(0LUd。电容电流CiRtuo)(，应用小纹波近似，有)(tiCRUO；电容电压变化率dttduC)(CRUCiOC；

B.D导通时，由电感电压)(tuL)(tuUod，应用小纹波近似，有：)(tuL)(tUUod推知电感电流对时间的变化率：dttdiL)(0)(LtUUod 电容电流CiRtutioL)()(RUtioL)(； 电容电压变化率dttduC)(CRUCtiCtiOCC)()(； C.依据A、B的分析，画出)(tuL、)(tiL、)(tiC及)(tuo波形图：

dUoU

RCDLT

)(tiL

)(tiC

dUoU



RCD

T

L)(ti

L)(tiC



)(tu

L

)(tid D.电感电流直流成份I。 应用安秒平衡法则：0)()()(00TDRUIDTRUdttioTC，推知RDURDUIdo2；

E.电感电流变化量?)(tiL 由)(tiL波形，有：DTLUtidL)(2DTLUtidL2)( F.输出电压纹波?ou 由)(tuo波形，有DTRCUtuo0)(2DTRCUtuoo2)( G.求电压变换比M及其M-D曲线： 从)(tuL波形结合伏秒平衡：0)(TDUUDTUoddddoUDDUU11，即：

DM11

7.Boost电路如图所示，对于电流断续的情况回答下列问题：

)(tuL

0)(tiC

)(tuo

tttt0

000dUodUUDT

TD

DTTD

)(DMD0

1A.关于导通模式界限，模式界限标准形式： CCM：)(DKKcrit DCM：)(DKKcrit 式中，2)(DDDKcrit称临界值。RTLK2。 B. T导通时，由电感电压)(tuLdU，推知电感电流对时间的变化率dttdiL)(0LUd。 电容电流CiRtuo)(，应用小纹波近似，有)(tiCRUO； 电容电压变化率dttduC)(CRUCiOC； C.D导通时，由电感电压)(tuL)(tuUod，应用小纹波近似，有：)(tuL)(tUUod 推知电感电流对时间的变化率dttdiL)(0)(LtUUod。 电容电流CiRtutioL)()(RUtioL)(； 电容电压变化率dttduC)(CRUCtiCtiOCC)()(； D.T和D都不导通时，0)(tuL，0)(tiL。)(tiCRtuo)(RUo E.依据B、C、D的分析，画出)(tuL、)(tiL及)(tiD波形图：

8.Buck-Boost电路如图所示，回答下列问题： A.晶体管T导通工作模式下（对应DTtt10）。

)(tuL

)(tiD

ttt0

0

0dUodUUDT

TD

TD1TD2

)(tiL

TD3 电感电压DTILDTIILUtudL2)(12，电感电流变化量，即电感电流脉动量 LDTUId2

B.二极管导通工作模式下，（对应Tttt21） 电感电压DTTILUtuoL2)(，电感电流变化量LUDTIo2)1( C.依据A、B分析，画出)(tuL、)(tiL及)(tiC波形图。

D.求电压变换比。 由A、B两模式中I相等，可求得DDM1。 E.求电容电压脉动量：CDTIdtICdtiCUoDToDTCC2212100

9. 降压-升压式变换电路(Buck-Boost)

dUoU

RC

D

LT)(tiL)(ti

C

)(0ti

)(tiD

)(tuL

t

tt0

0

0dUDTTD

)(tiL

oU

)(tCi12IIoI

1t2t

dUoURCL)(tiL)(tiC)(0ti)(tuLoU

RCL

)(tiL)(ti

C

)(0ti

)(tuL ERu

LuLC

DT

Di

LiTi

降压-升压式变换电路(Buck-Boost) oiCi

R

Ru

LuLC

Li

Buck-Boost电路T截止时 o

i

Ci

RIII

ERu

LuLC

Li

Buck-Boost电路T导通时 o

i

Ci

RIII

GuLu

LiCi

Cut

tt

ttoo

o

ooTT

EoU

LE/LoU/Li

RUo/L

I

CuCI