簡單測驗
Check
共 24 題。前半是判斷,後半用公式總表的數字代一次。選了才顯示理由。熄滅角要試角度,這裡不考。
還沒作答
判斷
1. 插座的交流經過二極體後變成直流,拿去充電。這是哪一種轉換?
輸入是 AC、輸出是 DC,所以是 rectifier。二極體沒有閘極,不能決定何時導通,叫 uncontrolled rectifier。第 1 章。
2. 線性做法把 24 V 降成 12 V,供給 2 A 的負載。效率是多少?
輸出 24 W,輸入電流仍是 2 A,輸入 48 W,所以 η=24/48=50%。多出來的 12 V 落在調整元件上,變成 24 W 的熱。第 1 章例題 1-1。
3. 市電直接變成直流,不需要調節電壓。該用哪一種開關?
不需要決定何時打開,順向自己會通,用二極體。第 2 章例題 2-3。
4. 市電變成直流,要靠觸發角調節平均電壓,功率很大,頻率就是 60 Hz。該用哪一種開關?
需要決定何時打開,而交流電流會自己回到 0,正好用來關斷。這是半控的 SCR。第 2 章例題 2-3。
5. 48 V 直流切成高頻脈衝,再濾成 12 V,開關頻率幾十 kHz。該用哪一種開關?
電壓不高、頻率高,用 MOSFET。電壓和電流都大、又要能自己關斷時,才更常看到 IGBT,例如 400 V 的馬達驅動。第 2 章例題 2-3。
6. 12 V 直流、理想二極體、4 Ω 電阻串聯,二極體反接。電流是多少?
反接時若假設導通,電流會從陰極流向陽極,違反 id≥0。所以它截止,i=0。PIV 就是 12 V。第 2 章例題 2-1。
7. 穩態時,一個週期裡電感電壓的正面積和負面積有什麼關係?
週期穩態下電流不能一週比一週更高,所以 ∫vLdt=0。第 5 章寫的「A 面積 = B 面積」就是這句。第 3 章。
8. 半波的 0.45Vs 和全波的 0.9Vs,拿來算負載功率時要怎麼用?
半波平均是 0.45Vs,全波平均是 0.9Vs。電阻發熱看有效值。半波電壓的有效值是 Vm/2,不是 0.45Vs。第 3 章、第 5 章。
9. 半波整流,負載有電感。電流會在 180° 結束嗎?
純電阻才是過零同時斷。有電感時電流不能瞬間消失,會繼續走到 β>180∘。若模擬在 180° 把電流剪成 0,是模型錯了。第 5 章。
10. THD = 48.4%、PF = 0.9 可以用在哪一種電流?
這兩個數字專屬於「直流電流近似常數」的方波。純電阻的交流電流是正弦拱起,不是 48.4% 和 0.9。第 5 章。
11. 換流時,交流電流的變化量是多少?
漏看成 Id,重疊角和直流電壓的下降都會少一半。公式總表的 Au=2ωLsId 就是這個 2。第 5 章。
12. 方波電流時,下面哪一組對照是對的?
三個 0.9 不是同一件事。DPF = 1 只代表基頻和電壓同相;PF 變成 0.9 是諧波讓電流有效值變大。公式總表最後一節。
公式短算
13. 轉換器輸入 200 V、1.2 A 的直流,輸出 48 V、4 A。效率與損失是多少?
Pout=192 W,Pin=240 W,η=192/240=80%,Ploss=48 W。第 1 章例題 1-3。
14. 功率二極體順向壓降 1 V,電流 8 A,一個週期裡有一半時間導通。導通損失是多少?
P=VonID=1×8×0.5=4 W。這題還沒有把切換損失算進去。第 2 章例題 2-2。
15. MOSFET 的 RDS(on)=0.05Ω,導通時電流 10 A,占空比 D=0.5。一個週期的平均導通損失是多少?
導通期間 I2R=5 W,再乘占空比:P=I2RonD=2.5 W。第 2 章例題 2-2。
16. 週期 4 ms。前 1 ms 電壓是 20 V,其餘 3 ms 是 0。有效值是多少?
有效值是 10 V,平均值才是 5 V。接上 10Ω 時功率是 10 W;若誤用平均值會得到 2.5 W。第 3 章例題 3-1。
17. L=2 mH,電壓 +10 V 維持 50μs。電流改變多少?
Δi=(1/L)∫vLdt=10×50×10−6/(2×10−3)=0.25 A。第 3 章例題 3-3。
18. f=60 Hz,N=200,ϕmax=0.5 mWb。感應電壓的有效值是多少?
E=4.44fNϕmax=4.44×60×0.1=26.6 V。第 3 章例題 3-6。
19. 半波、純電阻,Vs=120 V。哪一組數字是對的?
Vm=169.7 V。平均 Vm/π=54 V,也就是 0.45Vs。有效值是 Vm/2=84.9 V,不是 54 V。PIV =Vm。第 5 章例題 5-1。
20. 半波,負載裡有直流電壓 Ed=40 V,Vm=100 V。開始導通的角度是多少?
θ1=sin−1(Ed/Vm)=sin−1(0.4)=23.6∘。vs 要超過 Ed 才開始通。第 5 章例題 5-3。
21. 單相橋式,Ls=0,直流側電感很大,Vs=120 V,Id=10 A。哪一組是對的?
Vdo=0.9Vs=108 V。方波時 Is=Id=10 A,基頻 Is1=0.9Id=9 A。這是兩個不同的 0.9。第 5 章例題 5-4。
22. 承上題,Vs=120 V、Id=10 A、Vdo=108 V、Is=10 A、Is1=9 A。平均功率是多少?
P=VdoId=VsIs1=1080 W。VsIs=1200 VA 是視在功率,不是平均功率。第 5 章例題 5-4。
23. 單相橋式換流,哪一組公式是對的?
電流變化量是 2Id,所以面積是 2ωLsId。化簡後每個 Id 讓直流電壓少掉 4fLs。公式總表第 5 章換流。
24. 三相橋式,Ls=0,線電壓 480 V。理想直流電壓是多少?
Vdo=1.35VLL=1.35×480=648 V。0.9 倍是單相全波,不是三相。第 5 章例題 5-6。