第5章直流■■直流开矢型变换器习题
第1部分：简答题
1. 开矢器件的导通占空比是如何定义的？直流一直流开尖型变换器有哪几种控制方式，各有何
特点？其中哪种控制方式最常用，为什么？答：导通占空比被定义为开尖期间的导通时间占工 作周期的比值，即D 5 ,
Ts
直流一直流开矢型变换器有三种控制方式：
1 ）脉冲宽度调制PWM，特点为：周期不变，通过改变导通时间来调节占空比。
2） 脉冲频率调制PFM，特点为：导通时间不变，通过改变周期来调节占空比。 3） 混合型调制，特点为：导通时间和周期均可改变，来调节占空比。
其中PWM最常用，因为载波（开尖）频率恒定，滤波器设计较容易，且有利于限制器件 的开尖损耗。
2. 画出带LC滤波的BUCK电路结构图。并回答下列问题：实用的BUCK电路中为什么要采 用
低通滤波器？为什么要接入续流二极管？设计滤波器时，滤波器的转折频率应如何选取，为 什么？答：带LC滤波的BUCK电路结构图如下：
1 ）实用Buck电路采用低通滤波器可以滤除高次谐波，使输出电压更接近直流。 2） 续流二极管的作用是：当开矢VT断开时，构成续流回路，释放电感储能。 3） 滤波器的转折频率fc应远小于开矢频率fs，以滤除输出电压中的高次谐波
3.画出BOOST电路结构图，并简述BOOST电路中二极管和电容的作用 答：BOOST电路结构图
如下：
因 5 ■ 3 - I BOOM?
二极管的作用：规定电流方向，隔离输出电压 电容的作用：在开尖断开期间，保持负载电压
4. 简述稳态电路中电感和电容上电压、电流的特点，并分析其物理意义
答：
1） 稳态时，电感上的电压在1个周期上平均值为零，即伏秒平衡。物理意义是：稳态时电感 中
磁通在1个周期内净变化量为零。
2） 稳态时，电容上的电流在1个周期上平均值为零，即安秒平衡。物理意义是：稳态时电容 上电荷在1个周期内净变化量为零
5. 为什么BUCK电路可以看作是直流降压变压器，而BOOST电路可以看作是直流升压变压
器？这种变换器与真正的变压器相比有何异同之处？ 答：
1） 因为在连续导通模式下，Buck和BOOST电路都可以通过调节占空比D,使变压比Uo/Ud 在 0?1和大于1的范围内连续调节，因此从变压角度看，可将它们视为直流降压变压器和升压 变
压器。
2） 和真正变压器相比，相同之处在于：Uo/Ud，lo/ld的表达式相同不同之处在于：对于 Buck电路，尽管平均电流Id与Io之间也符合变压器的变比矢系，但id瞬时值不是直流，含 有与开矢频率有矢的脉动量。BOOST电路不能空载工作。
6. 矢于输出电压的脉动，回答下列问题：
1 ）输出电压的脉动率是如何定义的?
2） 其它条件不变时，电容值的变化对输出电压的脉动率的大小有何影响，并定性地分析 产
生这种影响的原因？
3） 其它条件不变时 > 器件开矢频率的变化对输出电压的脉动率的大小有何影响，并定性 地
分析产生这种影响的原因？
4） 以BUCK电路为例，说明如何进行合理的设计，以保证较小的输出电压的脉动率。
答：
1）输出电压脉动率=屠（峰—峰 值）
2）电容值越大，输出电压脉动率越小。理由是：电容越大，滤波效果越好，Vo越小，使输出 电
压脉动率减小
3）器件开尖频率越高，输出电压脉动率越小。理由是：开矢频率越高，输岀电压中包含的高次
谐波的频率越高，经电容滤波后衰减越大，则 V。越小，使输出电压脉动率减小。
4） BUCK电路在连续导通模式下，输出电压脉动率 为： Vd Ts2(1 D) 可见，合理选择LC，即使可LC足够大，则可保证足够小Vo 8 LC
的输出电压的脉动率
7?什么是寄生元件效应，该效应对BOOST电路的变压比有何影响？从控制角度，应如何减小
寄生效应的不良影响。 答：
1） 电感，电容，开矢，二极管等元件上的损耗产生了寄生元件效应，当D接近1时，实际 的变
压比有所下降。
2） 应用时，一般要限制占空比D使其不要过大，以使寄生效应不明显。 8.矢于DC-DC可逆变换器（斩波电路），回答下列问题：
1 ）简述为什么BUCK电路和BOOST电路只能工作于输出特性Vo-lo平面中的一个象限
第5章直流-直流开关型变换器习题答案
