电子技术基础 习题及答案 张志杰 第6章

第6章直流稳压电源思考与练习6.1常用的小功率直流稳压电源系统由哪几部分组成，试述各部分的作用。答：小功率直流稳压电源系统主要由变压、整流、滤波和稳压四个部分组成。变压模块：利用工频变压器将电网电压变换为所需要的交流电压；整流模块：利用二极管的单向导电性，将交流电变换为单一方向的脉动直流电；滤波模块：将脉动直流电压中的脉动成分滤除，得到比较平滑的直流电压；稳压模块：在电网电压波动和负载变化时，保持直流输出电压的稳定。6.2整流二极管的反向电阻不够大，而正向电阻较大时，对整流效果会产生什么影响？答：导致整流效果不佳：因为整流二极管的反向电阻不够大,输入信号为负半周时,二极管不能反向截止,负载上的输出信号不能为零;而正向电阻较大时,输入信号为正半周时,负载上的输出信号幅度和输入信号的幅度不能基本相等。6.3在整流电路中，二极管的选择应考虑哪些参数值？答：半波整流电路中的二极管安全工作条件如下。①二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管的平均电流，即IF＞IVD0=UL0/RL=0.45U2/RL②二极管的最大反向工作电压UR必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM，即UR＞URM=U26.4电路如图6-4所示，试分析该电路出现故障时，电路会出现什么现象？①二极管VD1的正负极性接反；②VD1击穿短路；③VD1开路。答： ①二极管VD1的正负极性接反，输出电压为负。②VD1击穿短路，电路没有了整流作用。。③VD1开路，电路没有输出。6.5在整流滤波电路中，采用滤波电路的主要目的是什么？就其结构而言，滤波电路有电容输入式和电感输入式两种，各有什么特点？各应用于何种场合？图6-9、图6-10、图6-11和图6-12各属于何种滤波电路？答：滤波电路的作用是对整流电路输出的脉动电压进行滤波，从而得到交变成分很小的直流电压。滤波电路实际为低通滤波器，其截止频率应低于整流输出电压的基波频率。电容滤波电路输出电压高，滤波效能高，但带负载能力差，适用于电压变化范围不大，负载电流小的设备。电感滤波适用于低电压、大电流的场合。且工频电感体积大，重量重，价格高，损耗大，电磁辐射强，因此一般少用。图6-9属于电容滤波电路、图6-10属于电感滤波电路、图6-11属于倒L型滤波电路、图6-12属于型滤波电路。6.6电路如图6-9所示，电路中u2的有效值U2=20V。①电路中RL和C增大时，输出电压是增大还是减小？为什么？②在RLC=时，输出电压UL与U2的近似关系如何？③若将二极管VD1和负载电阻RL分别断开，各对UL有什么影响？④若C断开时，UL=？答： ①输出电压增大；RLC越大，电容放电速度越慢，负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。②在RLC=时，UL0≈(1.1～1.2)U2③若将二极管VD1断开时UL有相当于半波整流。负载电阻RL分别断开，即相当于空载，有UL0=U2≈1.4U2④若C断开时，即无电容时有UL0≈0.9U26.7衡量稳压电路的质量指标有哪几项，其含义是什么？答：输出电压、输出电压变化量、输入调整因数、电压调整率、稳压系数、输出电阻、温度系数等。6.8串联反馈式稳压电路由哪几部分组成，各部分的功能是什么？答：稳压电路分为四个部分：取样电路，比较放大电路，基准电压和调整电路。6.9试用反馈原理定性分析图6-15所示电路的稳压原理，分两种情况讨论。①当U1波动时。②当RL改变时。在此系统中，若反馈深度（1+AuFu）越深，则稳定性能越好，何故？答：当输入电压UI增加（或负载电流IO减小）时，导致输出电压UO增加，随之反馈电压UF=R2UO/(R1+R2)=FuUO也增加（Fu为反馈系数）。UF与基准电压UREF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使UB和IC减小，调整管VT的c-e极间电压UCE增大，使UO下降，从而维持UO基本恒定。同理，当输入电压UI减小（或负载电流IO增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。在深度负反馈条件下，1+AuFu≥1时，可得，输电压UO与基准电压UREF近似成正比，与反馈系数Fu成反比。6.10在图6-15所示的电路中，若已知电路参数和基准电压UREF时，求下列3种情况下的输出电压，①R1短路。②R2开路。③R1=R2。答：①R1短路时②R2开路时③R1=R2时6.11分别列举出两种输出电压固定和输出电压可调的三端稳压器应用电路，并说明电路中接入元器件的作用。答：6.12开关型稳压电源与串联反馈式线性稳压电源的主要区别是什么？两者相比各有什么优缺点？答：关型稳压电路和串联反馈式稳压电路相比，电路增加了LC滤波电路及产生固定频率的三角波电压（uT）发生器和比较器AC组成的控制电路。串联反馈式稳压电路，由于调整管工作在线性放大区，因此在负载电流较大时，调整管的集电极损耗（PVT=uCEiO）相当大，电源效率（=Po/Pi=UoIo/UiIo）较低，一般为40%～60%，有时还要配备庞大的散热装置。开关型稳压电源的主要缺点是输出电压中所含纹波较大，对电子设备的干扰较大，而且电路比较复杂，对元器件要求较高。6.13电路如图6-21所示，在闭环情况下，输出电压uO为某一预定值Uset，当输入电压UI增加（或负载电流iO减小）时，使输出电压uO＞Uset，问电路如何自动稳定输出电压？6.14电路如图6-21所示，当UI、UREF一定时，输出电压的调节范围应由电路中哪些参数决定？若要使uO增加，应如何调节电路参数？6.15电路如图6-24所示，稳压管VDZ的稳定电压UZ=6V，UI=18V，C=1000F，R=1k，RL=1k。图6-24习题6.15图①电路中稳压管接反或限流电阻R短路，会出现什么现象？②求变压器次级电压有效值U2和输出电压UO的值。③若稳压管VDz的动态电阻rZ=20，求稳压电路的内阻Ro及UO/UI的值。④将电容器C断开，试画出uI,uO及电阻R两端电压uR的波形。答：①电路中稳压管接反或限流电阻R短路，稳压管会烧坏。②因为UI≈0.9U2，所以U2≈UI/0.9=20V。输出电压UO=6V。6.16稳压电源电路如图6-25所示。图6-25习题6.16图①在原有电路结构基础上（设VT2,VT3是正确的连接），改正图中的错误。②设变压器次级电压的有效值U2=20V，求U1=？说明电路中VT1,R1,VDZ2的作用。③当UZ1=6V，UBE=0.7V，电位器RP在中间位置，试计算A,B,C,D,E点的电位和UCE3的值。④计算输出电压的调节范围。答： ①运放的C端和D