电力电子装置复习题(2013版)(1)2

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1、第五章 电力电子装置的设计知识 1、 电力电子装置的设计概念、设计流程、设计依据。 2、 用电流互感器和霍尔传感器进行电流信号检测各有什么特点。 3、 对输入瞬态电压可采取什么措施进行抑制？ 4、 可采取何措施对电压控制型功率晶体管进行控制极保护？ 5、 试说明电磁兼容的概念，其包含哪些内容？ 6、 试说明差模干扰、共模干扰概念；常用的差模干扰、共模干扰滤波电路，试说明其原 理； 7、 说明热学的欧姆定律；如何设计功率半导体器件的散热器？ 8、 缓冲电路有哪些类型？试说明 RCD 缓冲电路工作原理及各元器件的作用及其参数确定。9、如何对电力电子装置进行过流保护？ PWM 直流电源装置 1、直流

2、电源装置有哪些类型？AC/DC DC/DC DC/AC/DC 2、AC/DC 变换器中输入源电流谐波与输出电压波纹的含义是什么。 输入源电流谐波是指输入源电流除了基波外还有高次谐波，输出电压文波是指输出直流电 压中含有的工频交流成分。3、为什么 SCR 整流电路不能用大电容滤波电路；对于二极管整流电路，在采用大电容滤 波电路时，必须在电路上采取什么措施，为什么？ 晶闸管采用相控方式，由于大电容阻碍电压变化，所以不能用大电容滤波电路：二极管整 流电路，在采用大电容滤波会产生启动冲击电流问题，因此要在电路中采用启动限流电路， 会产生高脉冲电流峰值，谐波电流大，污染电网，降低功率因数，因此要加功率因

3、数校正 电路。 二极管整流的缺陷及措施 输出中交流分量高 滤波（大 L C 大 L,C） 启动时浪涌电流 带 NTC（负温度系数热敏电阻） 输入电流呈窄脉冲状，谐波含量高，PF 低 4、简述 AC/DC 整流器功率因数校正的意义与校正原理。传统的整流器为什么会使电网电 流产生畸变？进行 APFC 的必要条件是什么？可采用哪些 DC/DC 变换器电路进行 APFC？AC 侧虽然输入交流电压是正玄的，但输入的交流电流的波形却严重畸变，由于谐波 电流的存在，使整流电路输入端功率因数下降，负载课得到的实际功率减少，在电网中产 生畸变的电流，其谐波电流对电网有危害作用。有源功率因数校正控制技术原理 有源

4、功率因数校正技术主要采用一个变换器串入整流 滤波与变换器之间, 通过特殊的控制, 一方面强迫输人电流跟随输人电压, 从而实现单位功 率因数,另一方面反馈输出电压使之稳定, 从而使变换器的输人实现预稳。 传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式。采用二极管整流方式的整流器存在电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染。采用相控的整流器也存在深度相控下交流侧功 率因数很低，因换流引起电网电压波形畸变。APFC 的必要条件一、能高频离散化处理输入电流脉冲二、使输入电流强迫工作在正弦 波包络线内三、内部具有滤波、储能（低通）功能，使波形重组。APFC 的工作模式：CCM、DCM、CRMAPFC 的控制

5、方法 电压型控制：适用于 DCM 模式 电流型控制：平均电流控制、峰值电流控制、滞环电流控制5、对于理想条件下的电力电子装置，输出即使是接纯电阻性负载，为什么装置的功率 因数也可能不为 1？虽然理想状态下，电力电子装置都处于开关状态，但由于分布电容和输入电流存在一 定的畸变波形，所以接纯电阻性负载，装置的功率因数也可能不为 1 6、试述制作高精度直流稳压电源要采取的主要技术措施是什么。 高精准稳压电源 Uref 高增益负反馈增益放大器 合适的 Pi 调节器 7、要将开关型直流稳压电源改为直流稳流电源应在电路上做怎样改动，试画图说明。 并联大电容改为串联大电感 图图13、在多路开关电源中，主路用

6、 PWM 闭环反馈调整，可以获得高稳定度的直流电压；为 什么副路可以得到输入电压变化时也能稳定的输出直流电压，试证明。 对于多路输出电源使用电压型控制，对于多路输出电源它们之间的交互调节效应较好，对 输出的负载变化有较好的响应调节，当任何一路发生变化同时影响主路，所以控制主电路 即可。14、丘克变换器的电路拓扑、工作原理及 CCM 模式下的输出电压和输入电压关系式 的推导。 15、绘出开关变换器的等效电路和对偶电路，并能说出对偶电路中的对偶关系。 16、推导反激式变换器在 CCM 模式下输出电压和输入电压关系式。 17、推导反激式变换器在 DCM 模式下输出电压和输入电压关系式，说明 DCM

7、工作模 式的应用。 18、推导正激式（半桥、全桥、推挽）变换器在 CCM 模式下输出电压和输入电压关 系式。 19、二极管整流电路会出现什么缺陷问题？用何方式解决？ 20、试绘出电压型控制的原理框图及各部分作用、特点。 21、试绘出双闭环电流型控制的原理框图及各部分作用，如何抑制电流型控制的次谐 波振荡。22、软开关有哪些类型？其有什么作用？软开关分为零电压开关和零电流开关。零电压开关开通前两端电压为 0，开通时不会产 生损耗和噪声，零电流开关；使开关关断前电流为 0，开关关断时不会产生损耗和噪声。 23、什么是 APFC？其实质是什么？ 24、传统的整流器为什么会使电网电流产生畸变？进行 A

8、PFC 的必要条件是什么？可 采用哪些 DC/DC 变换器电路进行 APFC？25、反激变换器和正激变换器中的变压器有何不同？设计时有何区别正激变换器同名端相同，且常设计磁心复位电路，反激变换器同名端相反，不需要磁心 复位，正激变压器的变压器只做隔离、变压作用，反激变换器的变压器做储能电感的作用， 反激变压器的磁心需要气县，降低磁心的磁导率，防止负载电流较大时磁心饱和。26.试述反激变压器设计步骤 27试述正激（全桥、半桥、推挽）变换器中变压器设计步骤 28. 反激式变换器中，Ui=150V，变压器 LM=1mH，原边绕组匝数为 60，RL=25 欧，使其 工作时晶体管 ton=toff，并使

9、得 ton 期间储存的能量在 toff 期间正好放完，为使输出电压 Uo 为 50V，试计算工作频率及变压器副边绕组匝数为多少合适？；（电路各种损耗忽略不 计） 29 有一降压变换器输入电压范围 Ui=10-20V，输出电压 Uo=5V，纹波电压为输出电压的 0.5%，负载电阻变化范围 1 欧-10 欧，求工作频率为 100KHZ 和 500KHZ 时所需临界电感 值、电容值和开关管电流峰值。 30 推导 CUK 电路中 MOSFET 的峰值电压和峰值电流表达式 31 变压器漏感会有何影响？在设计变压器时如何减小漏感？ 漏感：使功率开关关断时的电应力增大，影响功率器件工作的可靠性及引起关断时电

10、压尖 峰。 带来 EMI. 减小漏感的措施：选择铁心结构及绕组绕制时尽可能减少漏感 32、变压器绕制时如何减小漏感？ 漏感与匝数平方成正比，所以应尽可能减少匝数。从绕组结构来说，增加绕组高度，减少 绕组厚度，特别是减少两绕组间绝缘厚度，可减小漏感。 也可在绕组方式方法上采取措施来减小漏感，关键是使原副边绕组尽可能紧密耦合。常采 用原副边分层交叉绕法，也就是原副边夹绕，此时漏感为不交叉绕法的 1/4。并绕。另外， 漏感与铁心形状有关，罐形及环形铁心的漏感较小。 33、DC/DC 变换器常用的隔离、驱动电路 34、试述趋肤效应的原理。在绕组的设计时如何减小趋肤效应的影响？ 35、试说明开关电源在输

11、入电压变化、负载变化时的稳压过程。 36、 某一输入为单相 50 周工频的开关式整流器,开关工作频率为 100 千周,问:在正常工 作下,输出直流电压含有什么交流分量?又,若 电路出现自激振荡,那么在此种状态下, 输出直 流电压还能含有什么交流分量? 37、在电路上，处理电力信号与处理无线电信号的要求各有什么不同；用高频化处理电 工技术问题可能会出现什么技术问题38、试述多路输出 DC/DC 变换器中，如何提高副路的输出电压稳定度？如采用耦合电感 器会产生什么不良电路问题？提高精度 小电流输出，后置 LM78*，LM79* 大电流输出，后接 DC/DC 电路， 滤波 L 共磁心。 问题：高频噪

12、声耦合带来的叫严重的干扰问题。第二章 逆变电源装置 1、 评价逆变器的指标主要有哪些？ 谐波系数，最低阶次谐波，波形畸变率，功率，输入，输出，输出电压波动，输出频率波 动， 2、 开关器件的换流方式有哪些？ 器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流。 3、 说明在高频 DC/AC 中的交流电压，可以利用高频脉冲电压实现用 SPWM 方式控 制的原理。 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同的. 4、 某一个 DC/AC 隔离型应急灯，已知输入电源为 12V 蓄电池，输出电压为220VAC，输出负载为功率为 100W 的电灯，开关工作频率为 200kHz，请画出符 合此条

13、件最合适的主电路与控制电路（控制电路可画框图） ，指出主开关管的选用 要求与变压器的设计参数。 5、 单极性 SPWM 和双极性 SPWM 各有什么特点？各适用于哪种电路拓扑？ 6、 载波比和电压调制比的概念、什么是同步调制、什么是异步调制。 载波 fc、调制波 fr 幅度调制比 Mv=urm/ucm 载波比（频率调制比）Mf=fc/fr要改变输出电压的频率，可通过改变输入调制波（参考波、信号波、基准波）的频 率，即改变 Mf（载波不变时） ；要改变输出电压的幅度，可改变调制比 Mv（Mv=1）7、 对方波逆变器、正弦波逆变器可通过什么方式改变交流输出基波电压的幅值和频 率。 调节输入电压，逆

14、变桥间的移相，控制信号移相。 8、 SPWM 波优化的目标是什么？可采取哪些措施进行 SPWM 波的优化？ SPWM 波的优化目标 1、谐波含量少 2、直流电压利用率高 3、开关次数少将正玄调制波改为梯形波。 9、 绘出半桥串联谐振式逆变电路的电路图，说明其工作原理和采用半桥串联谐振式 逆变电路的关键作用。如改为半桥并联谐振式逆变电路，绘出其电路图。10、电压源型和电流源型逆变电路有何不同？它们使用的可控开关有何不同？11、带阻感负载的逆变电路中和主控开关并联的二极管起什么作用？在一个周期中二 极管和开关管导电时间由什么因素决定？半桥和全桥逆变电路中如果 Ud 都是 300V， 断态时开关器件

15、两端最高电压是多大？二极管是负载向直流侧反馈能量的通道，又起着使负载电流连续的作用，所以它既是 反馈二极管又是续流二极管，导电时间由负载电流的大小和方向决定，移相调压是由导通 角来决定，半桥时 Ud=300V，全桥时 Ud/2=150V 12、在载波电压幅值和频率恒定不变时，改变调制波电压幅值和频率为什么能改变逆 变电路交流输出基波电压的大小和基波频率？13、既然 SPWM 控制能使逆变电路输出畸变系数很小的正弦波，为什么有时又要将调 制参考波改为梯形波，或取附加三次谐波分量的调制波？ 目的是优化 SPWM 波，优化 SPWM 波可以使谐波含量减少，直流电压利用率高，开 关次数减少。 14.试

16、参照 SPWM 逆变器输出电压瞬时值单环反馈控制工作原理，画出 SPWM 逆变器 输出电流瞬时值单环反馈控制工作原理框图。 15 试绘出 SPWM 逆变器输出电压瞬时值单环反馈控制工作原理 16、说明调节串联谐振式高频感应加热电源的功率和低损耗的原理。第三章 UPS 1、 说明在线式与非在线式两类 UPS 在结构原理上的不同之处。2、 后备式 UPS、在线互动式 UPS、在线双变换式 UPS、Delta 式 UPS 的工作原理及其特 点。 3、 UPS 的发展趋势是什么？ 4、 UPS 是如何实现电网正常时由电网供电而电网出现异常时由蓄电池组供电？ 5、 说明 UPS 同步锁相的原理。 6、 在线式 UPS 如何实现真正的不间断供电？ 7、 制作低失真度 UPS 电源要采取的主要技术措施是什么。