《电力电子技术》第二章习题解答.docx

电力电子技术第二章习题解答2-1.一个开关器件的数据表的详细开关时间如下所示固定感应开关的线性特性）：tri=100ns，tfv=50ns，trv=100ns，tfi=200ns。试计算当频率范围为25100khz时的开关能量损失，并绘图。假设图2.7(a)的电路中Ud=300V，I0=4A。 解：(1)先求出fs=25kHz时的开关能量损失PT 1)开关损耗： 由： tc(on)=tri+tfv=150ns=1.5´10-7s tc(off)=trv+tfi=300ns=3´10-4-7s ts=tc(on)+tc(off)=4.5´10s 得：Ps=12Ud·I0·fS·ts=12´300´4´2.5´10´4.5´104-7=6.75w2)导通损耗： QUon=0VPon=Uon·I0·fs·tonts=03)关断损耗： Poff=12Ud·I0·fs·toff=4.5w开关的平均能量损耗： PT=Ps+Pon=Ps= 6.75 w开关损耗如图2-1 (2)同理：当fs=100KHz时： 1)开关损耗： 由： tc(on)=tri+tfv=150ns=1.5´10-7s tc(off)=trv+tfi=300ns=3´10-4-7s ts=tc(on)+tc(off)=4.5´10s Ps=12Ud·I0·fS·ts=12´300´4´1´10´4.5´105-7=27w2)导通损耗： QUon=0VPon=Uon·I0·fs·tonts=03)关断损耗： Poff=12Ud·I0·fs·toff=18w开关的平均能量损耗： PT=Ps+Pon=Ps=27w 开关损耗如图2-2 图2-1 图2-2 2-2.在下图的开关电路中，有Ud=300V，fV=100kHz，R=75。通态电流同上题。假定开关导通时间为上题中的tri与tfv之和。同样的，开关的关断时间为trv和tfi之和。假定开关电压、电流为线性特性，请画出开关电压、开关电流以及开关能量损耗与时间的函数关系波形，并与上题中的平均能量损耗相比较。 解：开关能量损耗与时间的函数关系波形如下图： 开通关断时间 tc(on)=tri+tfv=150ns=1.5´10-7s tc(off)=trv+tfi=300ns=3´10-7s ts=tc(on)+tc(off)=4.5´10s -4 通态电流 I0=可知开通过程能量损耗 Won=12UdIoton=121UdR=30075=4A´300´4´(100+50)´10-9=9´10-5(J)关断过程能量损耗 Woff=1UdIotoff=´300´4´(100+200)´10-9=18´10-5(J) 22总损耗 W=Won+Woff=2.7´10-4(J) 对比：本题开关损耗与题2.1中的频率为100kHZ时完全相同。