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
第二章 PWM直流电源装置 1、直流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
8．在理想条件下，单相半桥式DC/DC变换器电路的输入电压为300V，最大输出功率为1200W，各开关管的开关占空比为，如变压器二次绕组后的整流电路采用全波整流电路，（1）求主开关管的耐压为多少，电流最大值为多少。（2）画出两个主控开关管、变压器二次绕组
后的整流二极管的电压波形、电流波形。
9．在理想条件下，单相全桥式DC/DC 变换器电路的输入电压为300V，最大输出功率为1200W，若各开关管的开关占空比为，如变压器二次绕组后的整流电路采用全桥整流电路，（1）求主开关管的耐压为多少，电流最大值为多少。（2）画出任一并联于输入端的一组两个开关管及变压器二次绕组后的整流二极管的电压波形、电流波形。
10、在理想条件下，单相推挽式DC/DC 变换器电路的输入电压为300V，最大输出功率为1200W，若各开关管的开关占空比为，开关频率如为100KHZ，（1）求主开关管的耐压为多少，电流最大值为多少。（2）画出两个主控开关管的电压波形、电流波形。（3）主控开关管、整流二极管的类型。
10．假定电路条件为:一个用于48V蓄电池组的DC/DC PWM型高频整流充电器,其输入为300V，输出负载为48V蓄电池组，工作频率为200kHz；最大输出功率为58V,20A,此时控制开关管的占空比为；当蓄电池组充足电时,输出电流小于,此时充电器应能自动将输出电压调低，下降为52V；电力电子开关器件的耐压为不大于500V，要使输出与输入实现电隔离，在理想情况下做出：
（1）试设计并画出满足上述条件的该整流充电器的任一个主电路；
（2）假使有满足主电路控制要求的控制电路集成电路，请画出该集成电路的原理框图； （3）在最大输出功率条件下，画出主电路电力电子器件电压电流波形（同类器件只要
画任一个），并标明相应电压、电流量值；
（4）求出：a、用于原边与次边隔离的高频变压器的原边线圈与次边线圈的匝数比，b、保证电感电流连续的电感器的最小电感量；
11、对某一隔离型开关变换器的主控开关管电压波形的测试结果是（除去噪声分量）：幅值为540V，导通时间为μS，周期为μS，已知变换器输入电压为300VDC，输出电压为12VDC，负载电流为30A；（1）在理想条件下，设计出符合上述条件的电路图，标出变压器匝数比，（2）绘出稳态下的变压器各绕组电压波形。
12、假定电路条件为:一个DC/DC PWM型高频变换器,其输入为300V，工作频率为200kHz；最大输出功率为58V,20A,电力电子开关器件的耐压均为不大于500V，要使输出与 输入实现电隔离，在理想情况下做出：
（1）试设计出满足上述条件的该整流充电器的一个合理可行的主电路并简要说明设计
理由；
（2）假使有满足主电路控制要求的控制电路集成电路，请画出该集成电路的原理框图。 13、在多路开关电源中，主路用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APFC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%，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
电力电子装置复习题(版)-2
