第6章 直流穩(wěn)壓電源 習題解答【蒼松教學】

1、 第六章習題參考答案 6-1 在圖6-23中，已知直流電壓表V2的讀數(shù)為90V，負載電阻，二極管的正向壓降忽略不計。試求：直流電流表A的讀數(shù)；交流電壓表V1的讀數(shù)；變壓器二次側(cè)電流有效值。圖6-23 習題6-1圖 解 1）直流電流表的讀數(shù) 2）交流電壓表的讀數(shù) 3）變壓器二次側(cè)電流有效值 6-2 圖6-24為變壓器二次側(cè)繞組有中心抽頭的單相整流電路，二次側(cè)電壓有效值為，試分析： 1）標出負載電阻上電壓和濾波電容的極性; 2）分別畫出無濾波電容和有濾波電容兩種情況下的波形。整流電壓平均值與變壓器二次側(cè)電壓有效值的數(shù)值關(guān)系如何？ 3）有無濾波電容兩種情況下,二極管上所承受的最高反向電壓各為多大?

2、4）如果二極管VD2虛焊；極性接反；過載損壞造成短路，電路會出現(xiàn)什么問題? 5）如果變壓器二次側(cè)中心抽頭虛焊；輸出端短路兩種情況下電路又會出現(xiàn)什么問題?圖42 題42圖 圖6-24 習題6-2圖解 1）負載電阻上電壓和濾波電容的極性如題6-2解圖（a）所示。2）無濾波電容和有濾波電容兩種情況下的波形分別如題6-2解圖（b）和題6-2題6-2解圖（b）題6-2解圖（c）解圖（c）所示。無濾波電容時 有濾波電容時 3）有無濾波電容兩種情況下，二極管上所承受的最高反向電壓皆為。4）二極管V2虛焊時相當于開路，電路變?yōu)閱蜗喟氩ㄕ麟娐?，輸出電壓將降為原來的一半。極性接反和過載損壞造成短路時，在輸入電壓

3、正半周，、通路導(dǎo)通，由于二極管正向電阻很小，產(chǎn)生很大電流，將造成電源、變壓器和二極管燒毀。5）變壓器二次側(cè)中心抽頭虛焊時相當于斷路，無論是的正半周還是的負半周都不會構(gòu)成電流的通路，因此負載電阻沒有電壓輸出。輸出端短路時，由于二極管電阻很小，會產(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和二極管燒毀。6-3 圖6-25電路中，已知，其他參數(shù)已標在圖中。試求： VD1、VD2、VD3各組成何種整流電路? 計算、，及流過三只二極管電流的平均值各是多大?選擇三只二極管的型號。解 1）單相半波整流電路；、組成單相橋式整流電路。2） 圖6-25 習題6-3圖3）反向電壓最大值、反向電壓最大值 選擇二極管型號時，考慮留有充

4、分余量應(yīng)選二極管的最大整流電流，最高反向工作電壓。 所以選擇2CZ12D，和選擇2CZ11A。6-4 在圖6-2a的單相橋式整流電路中，已知變壓器二次側(cè)電壓有效值，試求、，并選擇整流二極管型號。解 輸出電壓 輸出電流平均值 流過整流二極管電流的平均值 整流二極管承受最高反向電壓 考慮留有充分余量 整流二極管型號可選擇2CZ11C。6-5 某電阻性負載，要求直流電壓60V，電流20A，現(xiàn)采用單相半波可控整流電路，直接由220V交流電網(wǎng)供電，試計算晶閘管的導(dǎo)通角、電流的有效值，并選用晶閘管。解 單相半波可控整流電路輸出電壓所以 導(dǎo)通角 電流有效值 流過晶體管電流的平均值 晶體管承受反向電壓峰值 考

5、慮留有充分余量 晶體管選擇為KP20。6-6 單相半波可控整流電路，負載電阻，直接由220V交流電網(wǎng)供電，控制角，試計算輸出電壓、電流的平均值，并選擇晶體管。解 流過晶體管電流的平均值 晶體管承受正反向電壓峰值 考慮留有充分余量 晶體管可選擇為KP10。6-7有一電阻負載，它需可調(diào)直流電壓，電流，現(xiàn)采用單相半控橋式整流電路，試計算變壓器二次側(cè)電壓，并選用整流元件。如果不用變壓器，輸入接220V交流電網(wǎng)，試選用整流元件。解 設(shè)晶閘管導(dǎo)通角 ()時，V，。 交流電壓有效值 實際上還應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓的波動，管壓降以及導(dǎo)通角一般達不到(般只是)等因素，交流電壓要比計算值適當加大10左右，實際選V。 晶閘

6、管承受的最高正、反向電壓和二極管承受的最高反向電壓都為 考慮留有充分余量，通常根據(jù)下式選取晶閘管的和 本題 流過晶閘管和二極管的平均電流 考慮留有充分余量應(yīng)選晶閘管的正向平均電流 根據(jù)以上計算選用晶閘管KP10兩只，二極管2CZ11C兩只。 輸入接220V交流電網(wǎng)，此時晶閘管承受的最高正、反向電壓和二極管承受的最高反向電壓都為 所以可選用晶閘管KP10兩只，二極管2CZ11G兩只。6-8 試分析圖6-26所示可控整流電路的工作情況，控制角的變化范圍，輸出電壓平均值的計算公式。圖6-26 習題6-8圖題68解圖解 設(shè)電源變壓器二次側(cè)電壓（V），波形題68解圖 (a)所示。如果控制極未加觸發(fā)電壓，

7、晶閘管在電壓的正、負半周內(nèi)均不導(dǎo)通。在輸入交流電壓的正半周內(nèi)某一時刻t1()給控制極加上觸發(fā)脈沖，題68解圖（b）所示，晶閘管道通，忽略管壓降，電壓全部加在負載電阻上，負載上電壓電流波形如題68解圖（c）所示。在電壓的負半周時某一時刻t2()給控制極加上觸發(fā)脈沖，如題68解圖（b）所示，晶閘管道通，電壓全部加在負載電阻上，負載上電壓電流波形題68解圖（c）所示?？刂平堑淖兓秶鸀?；輸出電壓平均值 6-9 已知交流電源電壓為220V，頻率f50Hz，負載要求輸出電壓平均值為20V，輸出電流平均值為50mA，試設(shè)計單相橋式整流電容濾波電路，求變壓器的變比及容量，并選擇整流、濾波元件。解 變壓器副邊

8、電壓有效值 流過二極管電流平均值 二極管承受最高反向電壓 選用四只2CZ11A二極管。根據(jù) 取 所以 選容量，耐壓50V的極性電容。6-10 在圖6-9中，濾波電容，交流電源頻率f50HZ，要求輸出電壓平均值，問： 1）變壓器二次側(cè)電壓 2）該電路工作過程中，若增大，是增大還是減小?二極管的導(dǎo)通角是增大還是減小?解 1）變壓器二次側(cè)電壓 2）若增大，電容放電時間常數(shù) 變大，按指數(shù)規(guī)律放電減慢，導(dǎo)通角增大，輸出電壓平均值增大。6-11整 流 濾 波 電 路 如 圖 6-27所 示，二 極 管 是 理 想 元 件，電 容 ，負 載 電 阻 ， 開 關(guān) 閉 合、 斷 開 時，直 流 電 壓 表 的

9、讀 數(shù) 為 ，求：1） 開 關(guān) 閉 合、 斷 開時， 直 流 電 流 表 的 讀 數(shù) ;2） 開 關(guān) 斷 開、 閉 合 時， 直 流 電 流 表 的 讀 數(shù) 。 (設(shè) 電 流 表 內(nèi) 阻 為 零， 電 壓 表 內(nèi) 阻 為 無 窮 大 )。3）兩個開關(guān)均閉合 圖6-27 題6-11圖解 開 關(guān) 閉 合、 斷 開 時，直 流 電 壓 表 的 讀 數(shù) 應(yīng)為 則 1）開 關(guān) 閉 合、 斷 開時， 直 流 電 流 表 的 讀 數(shù) 為0； 2） 開 關(guān) 斷 開、 閉 合 時， 直 流 電 流 表 的 讀 數(shù) 為 。 3）兩個開關(guān)均閉合時 。直 流 電 流 表 的 讀 數(shù) 為 。6-12 在圖6-14所示的

10、形濾波電路中，已知變壓器二次側(cè)電壓，負載電壓，負載電流，試計算濾波電阻。解 經(jīng)電容C濾波后的輸出電壓 則濾波電阻 6-13 圖6-28是二倍壓整流電路，試標出輸出電壓的極性，說明。題613解圖圖6-28 習題6-13圖解 正半周期時，變壓器二次側(cè)電壓通過向電容充電至；負半周期時，由變壓器二次側(cè)電壓和電容共同構(gòu)成電源，通過由和組成帶濾波的單相半波整流電路向負載供電，所以輸出電壓為。6-14 某穩(wěn)壓電路如圖6-29所示，試問： 1）輸出電壓的大小及極性如何? 2）電容、的極性如何？它們耐壓應(yīng)選多高? 3）負載電阻的最小值約為多少?4）穩(wěn)壓管接反，后果如何? 解 1）輸出電壓極性如題6-14解圖所示

11、，正半周大小為，負半周為。2）電容、的極性如圖所示，耐壓選為。3）根據(jù)公式 可知 4）穩(wěn)壓管接反后正向?qū)〞a(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和穩(wěn)壓管燒毀。 圖6-29 習題6-14圖 題6-14解圖6-15 由運算放大器組成的穩(wěn)壓電路，如圖6-30所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，。 1）證明 2）如果要求，計算電阻。 3）如果改由反相端輸入，試畫出電路圖，并寫出輸出電壓的計算公式。解 1）證明：根據(jù)虛短和虛斷可知 所以有 2） 時，時， 所以在之間。 圖6-30習題6-15圖6-16 圖6-31是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，其中VS為2CWl3，晶體管都為PNP型管。1）求該電路輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。2）當交流電源電壓升高時，說明、如何變化? 、各點電位是升高還是降低?圖6-31 習題6-16圖解 由該電路可知，當滑動變阻器觸頭在最下方時有當滑動變阻器觸頭在最上方時有所以即的變化范圍約為 各點電位變化情況如下：6-17 圖6-32是帶保護的擴流電路，電阻、和晶體管V2、V3組成保護電路。試分析其工作原理。 圖6-32 習題6-17圖解 所謂擴流指輸出電流增加為 正常時，和截止，電阻上產(chǎn)生壓降使導(dǎo)通。若過流，使增加，限流電阻上壓降增大使管導(dǎo)通，導(dǎo)致管趨于飽和，管的降低，的基極電流增大，限制了功率管的電流，從而保護功率管不致因過流而損壞。6-18 圖6-33是一固定和可調(diào)輸出的穩(wěn)壓電路。其中，