第12章直流穩(wěn)壓電源的知識題目解析

1、第12章 直流穩(wěn)壓電源的習(xí)題答案12.1判斷下列說法是否正確，用“/或者“X”表示判斷結(jié)果并填入空內(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V2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的輸出電壓均為2V2 o ()(5 )當(dāng)輸入電壓 Vi和負(fù)載電流Il變化時，穩(wěn)壓電路的輸出電壓是絕對不變的。()(

2、6 ) 一般情況下，開關(guān)型穩(wěn)壓電路比線性穩(wěn)壓電路效率高。()(7 )整流電路可將正弦電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。()(8 )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。()(9 )在單相橋式整流電容濾波電路中，若有一只整流管斷開， 輸出電壓平均值變?yōu)樵瓉淼囊话搿?)(10 )對于理想的穩(wěn)壓電路， Vo/ A/i = 0 , Ro = 0 o ()(11 )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)。()(12 )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。()(13 )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

3、；()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) X (2 )V ( 3 )V;X (4 )V (5 )X (6 )V ( 7 )V ( 8)V ( 9) X(10 )V (11 )V (12 ) V(13 )X；V12.2選擇填空題(T為電網(wǎng)電壓的周期)。測得輸出直流電壓 Vo可能的數(shù)值為14V12V 9V 4.5V選擇合適答案填入空內(nèi)。(1 )在正常負(fù)載情況下，Vo();(2 )電容虛焊時Vo ();(3 )負(fù)載電阻開路時 Vo-();(4) 一只整流管和濾波電容同時開路，則 Vo ()。解：；題12.2.1圖2.若要組成輸出電壓可調(diào)、最大輸出電流為3A

4、的直流穩(wěn)壓電源，則應(yīng)采用()。 電容濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 電感濾波穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路3.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路中的放大環(huán)節(jié)所放大的對象是(基準(zhǔn)電壓 采樣電壓可以不用申源變壓器+ C 電容濾波串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 電感濾波串聯(lián)型穩(wěn)壓電路4.開關(guān)型直流電源比線性直流電源效率高的原因是(調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài) 輸出端有LCj5.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 )。周期不變，占空比增大頻率增大，占空比不變 在一個周期內(nèi)，高電平時間不變，周期增大答案：(1)；(2 )；(3)；(4 )；(512.3填空:在題12.3圖電路中，調(diào)整管為 ,采樣電路由 組成，基準(zhǔn)電壓電路由 組成

5、,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：T1；R1R2R3；R、Dz；T2、Rc；T3、Ro；_ Vz、R2R3RiR3R212.4試分析題12.4圖橋式整流電路中負(fù)載電壓Vo的波形。若二極管 D2斷開時，Vo的波形如何？如果D2接反，結(jié)果如何？如果 D2被短路，結(jié)果又如何?VIo +VoDz2?12.3Di題D3D2D4+Rl+Vo題12.4圖解：若二極管 D2斷開時，Vo的波形為單相半波整流波形；如果D2接反或者被短路，均會導(dǎo)致電源被短路。12.5畫出三倍壓整流電路，并說明其工作原理。解：題解12.5圖為三倍壓整流電路。題解12.5圖(1 )畫出

6、V2、VD1和VO的波形;(2 )求出輸出電壓平均值 Vo和輸出電流平均值Il的表達(dá)式;電流Id和所承受的最大反向電壓V DRmax的表達(dá)式。題12.7圖題12.6圖Il為解：(1)全波整流電路，波形如解圖12.6 所(2)輸出電壓平均值Vo和輸出電流平均值%VO0.9V2Il)0.9V2Rl(3)二極管的平均電流Id和所承受的最大反向電壓VDRmax為DRmax2、2V20.45V2Rl解圖12.6(1 )輸出電壓平均值 VO1和VO2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Vo 1 0.45( V21 + V22)= 31.5VV02 0.9 U22

7、 = 18V(2 ) D 1的最大反向電壓VDRmax> 2(V21 V22)99VD2、D3的最大反向電壓VDRmax >2 2V2257V12.8 電路如題12.8圖，要求：(1 )分別標(biāo)出VO1和VO2對地的極性；(2 ) VO1、VO2分別是半波整流還是全波整流？(3 )當(dāng) V21 = V22 = 20V 時，VO1 和 VO2 各為多少？02W(4 )當(dāng)V21 = 18V , V22 = 22V時，畫出VO1、VO2的波形；并求出VO1和VO2各為多少?解：(1)均為上“ + ”、下“(2 )均為全波整流。(1 ) Vo 1 和 V02 為VO1 = VO2 0.9 V2

8、1 = 0.9 V22 = 18V題12.8圖ijf(4) VO1、VO2的波形如解圖12.8所示。它們的平均值為Vo 1 = Vo2 0.45V 2 1 + 0.45V 22 = 18V12.9試在題12.9圖電路中標(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。題12.9圖解：在圖（a）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“ + 

9、9; 下“”，數(shù)值為一倍壓；C3、C4上電壓極性均為右“ + ”左“”，數(shù)值均為二倍壓。負(fù)載電阻上為四倍 壓。12.10電路如題12.10圖，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為6V，最小穩(wěn)定電流Izmin為5mA，允許耗散功率為Pz為240mW，動態(tài)電阻rz小于15 Q。若斷開電阻 R2,試問：題12.10圖(1 )當(dāng)輸入電壓 v變化范圍為2024V、Rl為200600 Q時，限流電阻 Ri的選取范圍是多少?(2 )若Ri = 390 Q,則電路的穩(wěn)壓系數(shù) Sr表達(dá)式為多少？解：(1 )因?yàn)?Izmax = Pzm /Uz = 40mA, Il = U z / Rl = 10 30mA ,所以 R 的取值

10、范圍為RmaxU Im inUz400I- ILmaxRminU ImaxU-360I ZmaxI Lmin(2 )穩(wěn)壓系數(shù)為Sr空Ui0.154RU-12.11電路如題12.10圖所示，已知條件如題12.10。試問:(1 )為保證空載時穩(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)載電阻允許的變化范圍是多少?解：R1中的電流和穩(wěn)壓管中的最大電流為UI UZIR1 -39 50mAR1R1IZ max pM 40mAUZ(1)為保證空載時穩(wěn)壓管能夠安全工作R2Uz600(1 R1 max 1 Z max )(2)負(fù)載電流的最大值1 Lmax 1 R1 min 1 R2 1

11、 Z min 24 mA(3)負(fù)載電阻的變化范圍RLminUzLmax250RLmin12.12橋式整流濾波電路如題12.12圖，已知vi是220V、頻率50Hz的交流電源，要求輸出直流電壓Vo=30V，負(fù)載直流電流lo=50mA。試求電源變壓器副邊電壓V2的有效值V2，并選擇整流二極管及濾波電容。Tr a題12.12圖解：（1）取V°（av）1.2V2，則變壓器副邊電壓的有效值301.225(V)（2）選擇整流二極管流經(jīng)整流二極管的平均電流為二極管承受的最大反向電壓為1 D(AV)1 O(AV)250225(mA)可選用整流二極管Vdrm、2V2 35(v)2CP13（最大整流電流

12、為 100mA,最大反向工作電壓為100V)。(3)選擇濾波電容因?yàn)樨?fù)載電阻RlVoavl d(k )0.6(k )I O(AV) 50根據(jù) RlC(3 5)T，取 RlC4T 4 0.01(S) 0.04(S)由此得濾波電容C罟°SF 6心考慮到電網(wǎng)電壓波動土 10%，則電容所承受的最高電壓為Ucm 2U2(1 10%)38.5(V)因此，選用標(biāo)稱值為 68疔/50V的電解電容。12.13有一單相橋式整流濾波電路如題12.12圖，已知交流電源頻率 f=50H z，負(fù)載電阻Rl=200 Q,要求輸出直流電壓 V0=30V，試選擇整流二極管及濾波電容器。解：(1)選擇整流二極管Id=I

13、 0/2=U 0/2Rl=30/(2 X200)=75mAU=U 0/1.2=30/1.2=25VU DRM =2U 2=2200 =35V根據(jù)：URWM >U DRMIOM >1 D因此：查手下冊知，可選用二極管 2CZ55B,其最高反向工作電壓 Urwm為50V，最大整流電流Iom 為 1000 mA。(2) 選擇濾波電容Rl=5 X1/50=0 。 05sC=0.05/R l=0.05/200=250uF根據(jù)：電容耐壓值2 U2 C> (1.52.5)T/R L因此：選用C=250uF，耐壓為50V的極性電容器。12.14單相全波整流濾波電路如題12.14圖：(1 )輸

14、出直流電壓 V。約為多少？標(biāo)出 Vo的極性及電解 電容C的極性。(2 )如果整流二極管 D2虛焊，V。是否是正常情況下的 一半？如果變壓器中心抽頭地方虛焊，這時還有輸出電 壓嗎？(3 )如果把D2的極性接反，是否能正常工作？會出現(xiàn)什么問題?（4 ）如果D2因過載損壞造成短路，又會出現(xiàn)什么問題？題12.14圖（5 ）如果輸出端短路會出現(xiàn)什么問題？（6 ）用具有中心抽頭的變壓器可否同時得到一個對地為正、一個對地為負(fù)的電源？解：（1）在RlC比-大得多時，V 1.2V2，Vo的極性及電解電容的極性為上“-”下“ + ”。2（2） 如果整流二極管 D2虛焊，就成了對 V2進(jìn)行半波整流的濾波電路，雖然副

15、邊電源只有一半在工作，因?yàn)V波電容很大，輸出電壓不是正常情況下的一半，而是V。 V2,稍低一點(diǎn)，而流過二極管D1的電流比正常值約大一倍。如果變壓器中心抽頭虛焊，因沒有通路則沒有輸出電壓。（3） 如果D2的極性接反，二極管 D1、D2將變壓器副邊在半周時間內(nèi)短路，形成很大的電流，可能燒壞二極管、變壓器，或?qū)⒐╇姷谋ｋU絲燒壞。如果二極管損壞是開路，則不會燒壞變壓器。（4）如果D2因過載損壞造成短路，將和（3）的情況接近，可能使D1也損壞，如果 D1損壞后造成短路，將可能進(jìn)一步燒壞變壓器。（5）如果輸出端短路，和（3）、（4）的情況接近。（6）禾U用具有中心抽頭的變壓器可以得到一個對地為正和一個對地為

16、負(fù)的電源，圖略。12.15串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路如題 12.15圖，T2和T3管特性完全相同，T2管基極電流可忽略不計，穩(wěn)壓 管的穩(wěn)定電壓為Vz。填空：解：Ti; Ri、R2、R3； R、Dz； Vo =R1R2R3 VR1R2R3 vR2R3&12.16電路如題12.15圖，已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Vz= 6V，晶體管的 Vbe= 0.7V , Ri = R2 = R3 = 300 Q,Vi = 24V。判斷出現(xiàn)下列現(xiàn)象時，分別因?yàn)殡娐樊a(chǎn)生什么故障(即哪個元件開路或短路)(1)Vo 24V ;(2) Vo 23.3V ;( 3) Vo12V 且不可調(diào);(4 ) Vo 沁 且不可調(diào)；(5) V

17、o可調(diào)范圍變?yōu)?612V。解：(1 ) T1的c、e短路；(2) Rc短路；(4 ) T2的b、c短路；(5 ) R1短路。12.17直流穩(wěn)壓電源如題 12.17圖所示。(3 ) R2短路；(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、采樣電路等部分各由哪 些元件組成。集成運(yùn)放的同相輸入端和反端。寫出輸出電壓 Vo的表達(dá)題12.17圖II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"”下為"+

18、Ri R2 R3-2R- °。R3Z題12.18圖(3)輸出電壓的表達(dá)式為12.18 在題 12.18 圖所示電路中， Ri = 240 Q, R2= 3k Q;W117輸入端和輸出端電壓允許范圍為340V ,輸出端和調(diào)整端之間的電壓 Vr為1.25V。試求解：(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 (12)Uref 1.25- 16.9VR1(2 )輸入電壓取值范圍U imin U Omax U 12min20VImaxU Omin U 12max41.25V12.19在題12.19圖示電路中，已知W7806 的輸出電壓為6V

19、 , R1=R2=R 3=200Q,試求輸出電壓 V。的調(diào)節(jié)范圍。解：假設(shè)滑動變阻器 R2的上端電阻為 R21，根據(jù)R21R1(R1R2 R3) V0，得到V0minR2R3(RiR2 R3)9(V), V0 maxR3(Ri R2 R3)18(V)12.20電路如題12.20圖所示，假設(shè)lQ=0，問:(1) Vo值為多少？ (2)電路是否具有電壓源的特性?解: (1)VO 5口R1(2)由上式可知,電路具有電壓源的特性。12.21電路如題12.21圖所示，設(shè)丨1 Io 1.5A，晶體管T的 VebVd , R1 = 1 Q,R2= 2 Q, Id>> Ib。求解負(fù)載電流Il與Io的關(guān)系式。W7HO5解：因?yàn)閁 EB U D , I E R1I d R2I I R2 I O R2, I CI E , IC lE ,R2R1IlR14.5A題12.21圖12.22電路如題12.22圖所示,試合理連線，構(gòu)成5V的直流電源。題12.22圖解：-;-；-（11 ） - （13 ）;-;-12