第12章-直流稳压电源的习题答案

1、第12章 直流稳压电源的习题答案判断以下说法是否正确，用“诚者“x表示判断结果并填入空内。1直流电源是一种将正弦信号转换为直流信号的波形变换电路。2直流电源是一种能量转换电路，它将交流能量转换为直流能量。3在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，桥式整流电路的输出电流是半波整流电路输出电流的2倍。丨因此，它们的整流管的平均电流比值为2:1。4假设V2为电源变压器副边电压的有效值，那么半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为2V2。5当输入电压 V和负载电流Il变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。6一般情况下，开关型稳压电路比线性稳压电路效率高。7整流电路可将正弦电压

2、变为脉动的直流电压。8电容滤波电路适用于小负载电流，而电感滤波电路适用于大负载电流。9丨在单相桥式整流电容滤波电路中，假设有一只整流管断开，输出电压平均值变为原来的一半。10对于理想的稳压电路， Vo/ Vi = 0,Ro= 0。11线性直流电源中的调整管工作在放大状态，开关型直流电源中的调整管工作在开关状态。12因为串联型稳压电路中引入了深度负反应，因此也可能产生自激振荡。13在稳压管稳压电路中，稳压管的最大稳定电流必须大于最大负载电流；而且，其最大稳定电流与最小稳定电流之差应大于负载电流的变化范围。解：1 X 2V 3V； X 4V 5x 6V 7V 8V 9 x10V 11V 12V 1

3、3X； V1在题图所示的桥式整流电容滤波电路中，变压器畐I T为电网电压的周期。测得输出直流电压 Vo可'14V12V9V 选择适宜答案填入空内。1在正常负载情况下，2电容虚焊时VoVo；Tr a那么 V°2假设要组成输出电压可调、最大输出电流为3A的直流稳压电源，那么应采用。3负载电阻开路时 Vo4一只整流管和滤波电容同时开路， 。题图 电容滤波稳压管稳压电路 电感滤波稳压管稳压电路 电容滤波串联型稳压电路 电感滤波串联型稳压电路3串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是。基准电压 采样电压 基准电压与采样电压之差4开关型直流电源比线性直流电源效率高的原因是。调整管工作在开

4、关状态输出端有LC滤波电路可以不用电源变压器5在脉宽调制式串联型开关稳压电路中，为使输出电压增大，对调整管基极控制信号的要求是 。周期不变，占空比增大频率增大，占空比不变 在一个周期内，高电平时间不变，周期增大答案：1；2；3；4；5【填空：在图电路中，调整管为 ，采样电路由 组成，基准电压电路由 组成， 比拟放大电路由 组成， 保护电路由 组成。输出电压最小值的表达式为 ，最RR2R'Vz、RlR2R3VzR2R3Rs大值的表达式为 。解：T1 ； Ri R2 R3; R、Dz； T2、Rc； T3、Ro；D2被短路，结果又如何?o的波形。假设二极管D2断开时，Vo的波形如何？如果

5、D2接反，结果如何？如果假设二极管D2断开时，V0的波形为单相半波整流波形;如果D2接反或者被短路，均会导致电源被短路。 画出三倍压整流电路，并说明其工作原理。题解12.5图解：题解12.5图为三倍压整流电路。电路如图示，变压器副边电压有效值为2V2。1画出V2、VD1和VO的波形；2求出输出电压平均值 Vo和输出电流平均值Il的表达式；3二极管的平均电流Id和所承受的最大反向电压VDRmax的表达式。D2D3解：1全波整流电路，波形如解图12.6所示。 2输出电压平均值Vo和输出电流平均值Il为Vo0.9V2II)0.9V2RlI I3二极管的平均电流反向电压VDRmax为Id和所承受的最大

6、叫I0盂DRmax0.45V2Rl12.7电路如，变压器副边电压有效值V21 = 50V , V22= 20V。试问:1输出电压平均值 Vo1和VO2各为多少？2各二极管承受的最大反向电压为多少？解：1两路输出电压分别为Vo1 0.45 V21 + V22V O2 U 22 = 18V2D1的最大反向电压VDRmax > 2(V21 V22)99VD2、D3的最大反向电压VDRmax >2 2V2257V电路图，要求：1分别标出 VO1和VO2对地的极性；2VO1、VO2分别是半波整流还是全波整 流?3当 V21 = V22 = 20V 时，VO1 和 VO2 各为 多少？4当 V

7、21= 18V, V22 = 22V 时，画出 VO1、 VO2的波形；并求出 VO1和VO2各为多少？解 : 1均为上 “ + 、下“。2均为全波整流。(1 ) Vo1 和 VO2 为VO1 = V02 V21 V22 = 18V4VO1、VO2的波形如解图12.8所示。它 们 的平均值为V O1 = V O2 V 21 V 22 = 18V试在电路中标出各电容两端电压的极性和数值，并分析负载电阻上能够获得几倍压的输出。C3C4解：在图a所示电路中，Ci上电压极性为上“ + 下“，数值为一倍压；C2上电压极性为右“ + 左“ 数值为二倍压；C3上电压极性为上“ + 下“，数值为三倍压。负载电

8、阻上为三倍压。在图b所示电路中，Ci上电压极性为上“下“ + ，数值为一倍压；C2上电压极性为上“ + 下“，数值为一倍压；C3、C4上电压极性均为右“ + 左“，数值均为二倍压。负载电阻上为四倍 压。电路如，稳压管的稳定电压为6V，最小稳定电流Izmin为5mA，允许耗散功率为 Pz为240mW，动态电阻rz小于15 Qo假设断开电阻R2,试问：1当输入电压 Vi变化范围为2024V、Rl为200600 Q时，限流电阻 Ri的选取范围是多少？2假设Ri= 390 Q,那么电路的稳压系数 Sr表达式为多少？解：1因为 Izmax = PzM /U z = 40mA , IL = Uz /Rl

9、= 10 30mA ,所以 R 的取值范围为RU Im inRmaxUz400Iz ILmaxU ImaxRminUz360I zmaxI Lmin2稳压系数为Sr旦Ui0.154RUz电路如下图，。试问：1为保证空载时稳压管能够平安工作，R2应选多大？2当R2按上面原那么选定后，负载电阻允许的变化范围是多少? 解：R1中的电流和稳压管中的最大电流为Iri U| Uz 39 50mA RiZ maxPZmU140mA(1) 为保证空载时稳压管能够平安工作R2Uz(IR1 max1 Z max )600(2) 负载电流的最大值Lmax1 R1 min1 R2 1 Z min 24 mA(3) 负

10、载电阻的变化范围RLminUzLmax250RLmin桥式整流滤波电路如题 12.12图，vi是220V、频率50Hz的交流电源，要求输出直流电压Vo=30V ,负载直流电流l°=50mA。试求电源变压器副边电压V2的有效值V2，并选择整流二极管及滤波电容。Tr 4题12.12图解: (1)取Vo(av) 1.2V2，那么变压器副边电压的有效值V2 V°1AV1 -30 25(V)1.2 1.2(2)选择整流二极管流经整流二极管的平均电流为Id(av) 匕尹 50 25(mA)二极管承受的最大反向电压为Vdrm. 2V2 35(V)可选用整流二极管 2CP13(最大整流电流

11、为100mA,最大反向工作电压为 100V)。(3)选择滤波电容因为负载电阻RlVo(AVL $(k ) 0.6(k )I O(AV) 50根据 RC (3 5)T，取 RC 4T 4 0.01(S)0.04(S)2 2由此得滤波电容C 004004 F 66.6 FRl 600考虑到电网电压波动 ±10%，那么电容所承受的最高电压为UCM 2U2(1 10%)38.5(V)因此，选用标称值为68卩F/50V的电解电容。12.13有一单相桥式整流滤波电路如题12.12图，交流电源频率f=50Hz，负载电阻Rl=200 Q,要求输出直流电压V0=30V，试选择整流二极管及滤波电容器。解

12、：(1)选择整流二极管Id=I0/2=U0/2Rl=30/(2 X 200)=75mAU=U0/1.2=30/1.2=25VU drm = 2U 2= 2200 =35V根据 :Urwm >U drm Iom >1 d因此：查手下册知，可选用二极管2CZ55B,其最高反向工作电压Urwm为50V，最大整流电流Iom 为 1000 mA。(2)选择滤波电容Rl=5 X 1/50=0。 05sL根据：电容耐压值?2 U2 C> (1.52.5)T/Rl因此：选用C=250uF，耐压为50V的极性电容器。12.14单相全波整流滤波电路如题 12.14图：DiDi1输出直流电压 Vo

13、约为多少？标出 Vo的极性及电解 电容C的极性。2如果整流二极管 D2虚焊，Vo是否是正常情况下的 一半？如果变压器中心抽头地方虚焊，这时还有输出电 压吗？3如果把D2的极性接反，是否能正常工作？会出现 什么问题？4如果D2因过载损坏造成短路，又会出现什么问题？5如果输出端短路会出现什么问题？6用具有中心抽头的变压器可否同时得到一个对地为正、一个对地为负的电源?解：1在RlC比匚大得多时，Vo V2, Vo的极性及电解电容的极性为上“-下“ +。22如果整流二极管 D2虚焊，就成了对 V2进行半波整流的滤波电路，虽然副边电源只有一半在工作，因滤波电容很大，输出电压不是正常情况下的一半，而是V。

14、 V2,稍低一点，而流过二极管 D1的电流比正常值约大一倍。如果变压器中心抽头虚焊，因没有通路那么没有输出电压。3如果D2的极性接反，二极管 Di、D2将变压器副边在半周时间内短路，形成很大的电流，可能烧 坏二极管、变压器，或将供电的保险丝烧坏。如果二极管损坏是开路，那么不会烧坏变压器。4如果 D2因过载损坏造成短路，将和3的情况接近，可能使Di也损坏，如果 Di损坏后造成短路，将可能进一步烧坏变压器。5如果输出端短路，和3、4的情况接近。6禾U用具有中心抽头的变压器可以得到一个对地为正和一个对地为负的电源，图略。12.15串联型直流稳压电路如题12.15图，T2和T3管特性完全相同，T2管基

15、极电流可忽略不计，稳压管的稳定电压为Vz。填空： 调整管为 ，输出电压采样电阻由 组成，基准电压电路由组成，比拟放大电路组成；输出电压调节范围的表达式为 。解：T1；R1、R2、R3;R、Dz;Vo=_R2%,-2VzR2 R336电路如5图，稳压管的稳定电压Vz = 6V，晶体管的 Vbe = 0.7V , R1 = R2= R3= 300 Q, Vi= 24V。判断出现以下现象时，分别因为电路产生什么故障即哪个元件开路或短路。1Vo 24V2Vo 23.3V 3Vo 12V且不可调；4Vo 6V且不可调；5Vo可调范围变为 612V。解：1T1的c、e短路；2Rc短路；3R2短路；4T2的

16、b、c短路；5R1短路。直流稳压电源如下图。1说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比拟放大电路、采样电路等局部各由哪些元件组成。解：1整流电路：D1D4；滤波电路：C1 ;调整管：T1、T2；基准电压电路：R、Dz、r、Dz；比拟放大电路：A ；取样电路：尺、R2、R3。2为了使电路引入负反应，集成运放的输入端上为“下为“ + 3输出电压的表达式为RiR2R3-23 Uz UoRiR2R3R61 M"Rn.5Voa-8UzR2R3* f题图题12.20图解：假设滑动变阻器 R2的上端电阻为R21,(R1R2 R3) V0，得到根据 6R21 R-i电路如下图，设I1

17、I。1.5A,晶体管T的VebP/d, Ri=1Q, R2= 2 Q, Id>>|b。求解负载电流Il与I。的关系式。在图所示电路中，Ri= 240 Q, R2= 3k Q; W117输入端和 输出端电压允许范围为340V，输出端和调整端之间的电压Vr为1.25V。试求解：1输出电压的调节范围；2输入电压允许的范围；解：1输出电压的调节范围U O (1 R2)U ref 1.2516.9VRi2输入电压取值范围在图示电路中， W7806的输出电压为6V, Ri=R2=R3=200 Q试求输出电压 V0的调节范围。V0min十(RiR2R3)9(V)，V0max(RiR2R3 )i8

18、(V)1电路如题图所示，假设 Iq=0，问：1 V0值为多少？2电路是否具有电压源的特性?解：1V。5R1 R2 ； 由上式可知，电路具有电压源的特性。U Imin U Omax U12min20VU Imax U Omin U 12max41.25VWU7解：因为U ebU D， 1 E R11 D R21 I R21 O R2 ? 1 C 1 E , I C I E ,所以RR1Il(14.5A题图电路如下图，试合理连线，构成5V的直流电源。解：-；-；-11- 13；-；-12试分别求出图所示各电路输出电压的表达式。Ml解：在图a所示电路中，W7812的输出为Vref,基准电压R2RiR2Vref输出电压的表达式R3R4R5R3R4VrR3R4R5R3在图b所示电路中，输出电压的表达式Vo = Vz + Vref = Vz + 1.25V在图c所示电路中，输出电压的表达式VoVrefVz Vref (Vref Vz)R2两个恒流源电路分别如a b所示。1求解各电路负载电流 Io的表达式；2设输入电压为20V，晶体管饱和压降为 3V , b-e间电压数值|Vbe |= 0.7V ; W7805输入端和输出端 间的电压最小值为 3V ;稳压管的稳定电压 Vz