直流電源題解

1、第十章直流電源自 測題一、判斷下列說法是否正確，用“V” “X”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。(1) 直流電源是一種將正弦信號轉(zhuǎn)換為直流信號的波形變換電路。()(2) 直流電源是一種能量轉(zhuǎn)換電路，它將交流能量轉(zhuǎn)換為直流能量。()(3 )在變壓器副邊電壓和負(fù)載電阻相同的情況下，橋式整流電路的輸 出電流是半波整流電路輸出電流的2倍。()因此，它們的整流管的平均電流比值為2:1 o ()(4)若U2為電源變壓器副邊電壓的有效值，則半波整流電容濾波電路 和全波整流電容濾波電路在空載時(shí)的輸出電壓均為2U2 o ()(5 )當(dāng)輸入電壓Ui和負(fù)載電流Il變化時(shí)，穩(wěn)壓電路的輸出電壓是絕對 不變的。()(6) 一般情況

2、下，開關(guān)型穩(wěn)壓電路比線性穩(wěn)壓電路效率高。()解：(1 ) X( 2) V ( 3) V X( 4) V ( 5) X(6) V,3T二、在圖10.3.1 ( a)中，已知變壓器副邊電壓有效值U2為10V , RlC -2(T為電網(wǎng)電壓的周期)。測得輸出電壓平均值U。( av)可能的數(shù)值為A. 14VB. 12VC. 9VD. 4.5V選擇合適答案填入空內(nèi)。(1 )正常情況Uo (AV ) - ；(2) 電容虛焊時(shí)U O ( AV) ；(3) 負(fù)載電阻開路時(shí)Uo( AV) - ;(4) 一只整流管和濾波電容同時(shí)開路，Uo( AV ) -。解：(1 ) B ( 2) C ( 3) A ( 4) D

3、、填空：第十章題解1圖 T10.3在圖T10.3所示電路中，調(diào)整管為 ,采樣電路由組成，基準(zhǔn)電壓電路由 組成， 比較放大電路由 組成， 保護(hù)電路由 組成；輸出電壓最小值的表達(dá)式為 ，最大值的表達(dá)式 為。解：T 1， R1、R2、R3， R、D Z， T 2、Rc， R0、T 3 ；R R2R3R2R3(U z U BE2 )，RiR2R3R3(Uz UbE2)。四、在圖T10.4所示穩(wěn)壓電路中，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz為6V，最 小穩(wěn)定電流I z min為5mA，最大穩(wěn)定電流IZ max為40mA ；輸入電壓U I為15V , 波動(dòng)范圍為土 10 %;限流電阻R為200 Q o圖 T10.4(

4、1 )電路是否能空載？為什么？(2) 作為穩(wěn)壓電路的指標(biāo)，負(fù)載電流Il的范圍為多少？ 解：(1 )由于空載時(shí)穩(wěn)壓管流過的最大電流dz max二 IR maxU im ax - U zR二 52.5mA > I zmax = 40 mA所以電路不能空載。第十章題解2(2)根據(jù)負(fù)載電流的最大值U I m i n-U zIDz mi n 二一 I Lmax,根據(jù)IDzm ax =1 L maxU Imin U zU | m ax - U z1 L minU Imax所以，負(fù)載電流的范圍為12.5-1 Dz min - 32.5mA負(fù)載電流的最小值"ID z max32.5mA 。二

5、12.5mA五、在圖10.5.24 所示電路中，已知輸出電壓的最大值Uomax為25V , Ri =240 Q ; W117的輸出端和調(diào)整端間的電壓Ur = 1.25V ,允許加在輸入端和 輸出端的電壓為340V。試求解：(1 )輸出電壓的最小值Uomin ；(2) R2的取值；(3 )若UI的波動(dòng)范圍為土 10 %，為保證輸出電壓的最大值Uomax為25V , Ui至少應(yīng)取多少伏？為保證 W117安全工作，Ui的最大值為多少伏？解：(1 )輸出電壓的最小值U O mi n= 1.25V(2 )因?yàn)閁omax =(1 R2) 1.25V =25VR1 = 240門所以R1= 4.56k Q(3

6、) 輸入電壓的取值范圍為U Omax U 12minU Imin31.1V0.9U Omin UU Imax ：: 37.5V1.1第十章題解3六、電路如圖T10.6所示。合理連線，構(gòu)成5V的直流電源。<20 V50Hz圖 T10.6十W7805解：1接4, 2接6，5接7、9，所示。3接8、11、13 ， 10 接12。如解圖T10.6解圖T10.6第十章題解410.1判斷下列說法是否正確，用“ V”或“ X”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。(1) 整流電路可將正弦電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。()(2) 電容濾波電路適用于小負(fù)載電流，而電感濾波電路適用于大負(fù)載電流。()(3) 在單相橋式整流電容濾波

7、電路中，若有一只整流管斷開，輸出電 壓平均值變?yōu)樵瓉淼囊话搿?)解：(1 ) V ( 2) V ( 3) X10.2判斷下列說法是否正確，用“ V”或“ X”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。(1) 對于理想的穩(wěn)壓電路， Uo/ Ui = 0 , Ro = 0。()(2 )線性直流電源中的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，開關(guān)型直流電源中的 調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)。()(3) 因?yàn)榇?lián)型穩(wěn)壓電路中引入了深度負(fù)反饋，因此也可能產(chǎn)生自激 振蕩。()(4) 在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流必須大于最大負(fù)載 電流；()而且，其最大穩(wěn)定電流與最小穩(wěn)定電流之差應(yīng)大于負(fù)載電流的變化范 圍。()解：(1 ) V ( 2) V

8、( 3) V ( 4) X V10.3 選擇合適答案填入空內(nèi)。(1) 整流的目的是 。A.將交流變?yōu)橹绷鰾.將高頻變?yōu)榈皖lC.將正弦波變?yōu)榉讲?2) 在單相橋式整流電路中，若有一只整流管接反，則 。A.輸出電壓約為2UdB.變?yōu)榘氩ㄖ绷鰿.整流管將因電流過大而燒壞(3) 直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的目的是 。A.將交流變?yōu)橹绷鰾.將高頻變?yōu)榈皖lC.將交、直流混合量中的交流成分濾掉(4) 濾波電路應(yīng)選用 。A.高通濾波電路 B.低通濾波電路 C.帶通濾波電路解：(1 ) A ( 2) C ( 3) C ( 4) B第十章題解510.4 選擇合適答案填入空內(nèi)。（1 ）若要組成輸出電壓可調(diào)、最大輸出電流

9、為3A的直流穩(wěn)壓電源，則 應(yīng)采用 。A.電容濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 B.電感濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路C.電容濾波串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 D.電感濾波串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（2）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中的放大環(huán)節(jié)所放大的對象是 。A.基準(zhǔn)電壓 B.采樣電壓 C.基準(zhǔn)電壓與采樣電壓之差（3）開關(guān)型直流電源比線性直流電源效率高的原因是。A.調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)B.輸出端有LC濾波電路C.可以不用電源變壓器（4）在脈寬調(diào)制式串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路中，為使輸出電壓增大，對調(diào)整管基極控制信號的要求是 。A.周期不變，占空比增大B.頻率增大，占空比不變C.在一個(gè)周期內(nèi)，高電平時(shí)間不變，周期增大解：（1）D （ 2）C （ 3）A （ 4）A10

10、.5 在圖1025 （ a）所示電路中，已知輸出電壓平均值Uo（ av）= 15V , 負(fù)載電流平均值Il（ av）= 100mA。（1 ）變壓器副邊電壓有效值U 2 ?（2）設(shè)電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為土 10 %。在選擇二極管的參數(shù)時(shí)，其最大整 流平均電流If和最高反向電壓Ur的下限值約為多少？解：（1 ）輸出電壓平均值UO（AVf 0.9U2 ,因此變壓器副邊電壓有效值U o（av）U216.7V0.9（2）考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為土 10 % ,整流二極管的參數(shù)為I L(AV)2=55 mAUr>1.1、2U2 ： 26V第十章題解610.6 電路如圖P10.6所示，變壓器副邊電壓有效值

11、為2U2。（1 ）畫出U2、Udi和Uo的波形；（2）求出輸出電壓平均值Uo（ AV）和輸出電流平均值Il（ AV）的表達(dá)式；（3）二極管的平均電流Id（ AV）和所承受的最大反向電壓URmax的表達(dá)圖 P10.6解圖P10.6解：（1）全波整流電路，波形如解圖P10.6所示。（2）輸出電壓平均值Uo（ av）和輸出電流平均值II（ av）為U O(AV) 0.9U 20.9U21 L(AV)-R（3）二極管的平均電流Id（ av）和所承受的最大反向電壓Ur為0.45U2RlUr =2、2U2第十章題解710.7電路如圖P10.7所示，變壓器副邊電壓 有效值U21 = 50V ,U22 = 2

12、0V 。圖 P10.7(1 )輸出電壓平均值U O1( AV)和U O2( AV)各為多少？(2) 各二極管承受的最大反向電壓為多少？解：(1)兩路輸出電壓分別為UO1 0.45( U21 + U22) = 31.5VU O2 0.9 U 22 = 18V(2) D1的最大反向電壓Ur>、2(U21 U22) ： 99VD2、D3的最大反向電壓UR>2、2U22 : 57V第十章題解810.8 電路圖P10.8 所示。(1 )分別標(biāo)出UO1和UO2對地的極性；(2) uO1、uO2分別是半波整流還是全波整流？(3 )當(dāng) U21= U 22 = 20V 時(shí)，U O 1 ( AV)和

13、U O2 ( AV )各為多少？(4 )當(dāng) U21 = 18V , U22 = 22V 時(shí)，畫出 u°1、U02 的波形；并求出 U01 ( av )和Uo2( av)各為多少？解: (1)均為上“ + ”、下“一(2) 均為全波整流。(3) U O 1 ( AV)和 U O2 ( AV)為U O1 ( AV) = 一 U O2( AV)疋 0.9 U 21 = 0.9 U 22 = 18V(4) UO1、UO2的波形如解圖P10.8所示。它們的平均值為U o 1 ( av) = 一 U O2( av) & 0.45 U 21 + 0.45 U 22 = 18V解圖P10.8

14、10.9 分別判斷圖P10.9所示各電路能否作為濾波電路，簡述理由。第十章題解-9O)(b)(c)圖 P10.9解：圖（a ）、（ b）所示電路可用于濾波，圖（C）所示電路不能用于濾波。因?yàn)殡姼袑χ绷鞣至康碾娍购苄?、對交流分量的電抗很大，所以在濾波 電路中應(yīng)將電感串聯(lián)在整流電路的輸出和負(fù)載之間。因?yàn)殡娙輰χ绷鞣至康?電抗很大、對交流分量的電抗很小，所以在濾波電路中應(yīng)將電容并聯(lián)在整流 電路的輸出或負(fù)載上。10.10 試在圖P10.10所示電路中，標(biāo)出各電容兩端電壓的極性和數(shù)值， 并分析負(fù)載電阻上能夠獲得幾倍壓的輸出。圖 P10.10解：在圖（a）所示電路中，C1上電壓極性為上“ + ”下“一”，

15、數(shù)值為 一倍壓；C2上電壓極性為右“ + ”左“”，數(shù)值為二倍壓；C3上電壓極性 為上“ + ”下“”，數(shù)值為三倍壓。負(fù)載電阻上為三倍壓。在圖（b）所示電路中，C1上電壓極性為上“”下“ + ”，數(shù)值為一倍 壓；C2上電壓極性為上“ + ”下“”，數(shù)值為一倍壓；C3、C4上電壓極性 均為右“ + ”左“一”，數(shù)值均為二倍壓。負(fù)載電阻上為四倍壓。10.11電路如圖T10.4所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為6V，最小穩(wěn)定電 流為5mA ,允許耗散功率為240mW ,動(dòng)態(tài)電阻小于15 Q。試問：第十章題解10(1 )當(dāng)輸入電壓為2024V、Rl為200600 Q時(shí)，限流電阻R的選取范圍是多少？(2)若R

16、= 390 Q ,則電路的穩(wěn)壓系數(shù)Sr為多少？解：(1)因?yàn)?Izmax = Pzm/Uz = 40mA , I l = U z /Rl = 10 30mA，所以 R 的取值范圍為RmaxU Im in U ZI Z I Lmax=3601.1U Imax - U ZI Zmax I Lmin(2)穩(wěn)壓系數(shù)為10.12 電路如圖P10.12 所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為6V ,最小穩(wěn)定 電流為5mA ,允許耗散功率為240mW ;輸入電壓為2024V , R1= 360 Q。3圖 P10.12(1) 為保證空載時(shí)穩(wěn)壓管能夠安全工作，R2應(yīng)選多大？(2) 當(dāng)R2按上面原則選定后，負(fù)載電阻允許的變

17、化范圍是多少？解：R1中的電流和穩(wěn)壓管中的最大電流為I Z maxp= 40 mAUz(1 )為保證空載時(shí)穩(wěn)壓管能夠安全工作Uz(IR1 maxI Z max)-600'1(2)負(fù)載電流的最大值LmaxR1 minR2 Zmin=24mA負(fù)載電阻的變化范圍第十章題解1110.13電路如圖 T10.3所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 Uz = 4.3V ,晶體管的RLminUz =250"1 LmaxRLmin=oOU b e = 0.7V , Ri = R2 =只3= 300 Q , Ro = 5 Q。試估算：(1 )輸出電壓的可調(diào)范圍；(2) 調(diào)整管發(fā)射極允許的最大電流；(3) 若U

18、i = 25V ,波動(dòng)范圍為±10 %,則調(diào)整管的最大功耗為多少。解：(1 )基準(zhǔn)電壓Ur = Uz + Ube = 5V ,輸出電壓的可調(diào)范圍Ri R2 R3R2' R3UzR1R2R3Uz= 7.5 15V(2 )調(diào)整管發(fā)射極最大電流I Emax = U BE /Ro 140mA(3)調(diào)整管的最大管壓降和最大功耗分別為UcEmax = U I ma x U O mi n = 20VP T ma x& 1 E ma x U CE ma x & 2.8W10.14 電路如圖P10.14 所示，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz = 6V ,晶體管 的 Ube = 0.7

19、V , R1 = R2 = R3 = 300 Q , U 1 = 24V。判斷出現(xiàn)下列現(xiàn)象時(shí)，分別 因?yàn)殡娐樊a(chǎn)生什么故障(即哪個(gè)元件開路或短路)。十(1) Uo& 24V ;( 2) Uo& 23.3V ;(3) Uo& 12V且不可調(diào)；(4) Uo& 6V且不可調(diào)；第十章題解-12(5) Uo可調(diào)范圍變?yōu)?12V 。解：(1) Ti的c、e短路；(2) Rc短路；(3) R2短路；(4 ) T2的b、c短路；(5) R1短路。10.15 直流穩(wěn)壓電源如圖P10.15所示。(1 )說明電路的整流電路、濾波電路、調(diào)整管、基準(zhǔn)電壓電路、比較 放大電路、采樣電路等部分

20、各由哪些元件組成。(2) 標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端。(3) 寫出輸出電壓的表達(dá)式。圖 P10.15解：(1 )整流電路：D1D4 ；濾波電路：C1 ；調(diào)整管：T1、T2 ；基準(zhǔn)電 壓電路：R'、Dz、R、Dz ；比較放大電路：A ；取樣電路：R1、R2、R3。(2 )為了使電路引入負(fù)反饋，集成運(yùn)放的輸入端上為"一”下為"+”。(3)輸出電壓的表達(dá)式為R1 R2 R3R1 R2 R3 .Uz玉U。玉U zR2 R3R310.16 電路如圖P10.16所示，設(shè)I | : I o =1.5A ,晶體管T的Ueb Ud , R1 = 1 Q , R2 = 2 Q

21、 , I d >> Ib。求解負(fù)載電流I l與lO的關(guān)系式。第十章題解-13/ul圖 P10.16II解：因?yàn)?UEB ：-UD, IER-iIDR2 ： 11 R2 - IOR2, I IE, Ic1 e,iR2 i 'Ic I OR1Il ： （1理）Io =4.5AR1Oir輸入端和1.25V。試10.17 在圖 P10.17 所示電路中，Ri = 240 Q , R2 = 3k Q ; W117 輸出端電壓允許范圍為340V，輸出端和調(diào)整端之間的電壓Ur為 求解：（1）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍；（2）輸入電壓允許的范圍； 解：（1）輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍R2Uo : （1）U

22、ref =1.2516.9VRi圖 P10.17（2）輸入電壓取值范圍U Imin = U Omax +U12min 20VU Imax = U Omin ' U 12max ：" 41.25V10.18 試分別求出圖P10.18所示各電路輸出電壓的表達(dá)式。第十章題解-14W7812+ 仏 - -Oll" T&+ s 一<>o +Wl 17Wl 17-jt-+"" 空ef0R| %二<C<b)圖 P10.18解：在圖（a）所示電路中W7812的輸出為Uref,基準(zhǔn)電壓UrR2RiR2Uref輸出電壓的表達(dá)式R R R UURs R4R5 Ur