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第12章 直流稳压电源的习题答案 12.1判断下列说法是否正确,用“”或者“”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。( )因此,它们的整流 管的平均电流比值为2:1。( ) (4)若V2为电源变压器副边电压的有效值,则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。( ) (5)当输入电压VI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)在单相桥式整流电容滤波电路中,若有一只整流管断开,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/VI0,Ro0。( ) (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馈,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) (2) (3); (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13); 12.2选择填空题 1.在题12.2.1图所示的桥式整流电容滤波电路中,已知变压器副边电压 有效值V2为10V, (T为电网电压的周期)。测得输出直流电压VO可能的数值为 14V 12V 9V 4.5V i0 选择合适答案填入空内。 (1)在正常负载情况下,VO( ) ; (2)电容虚焊时VO( ); (3)负载电阻开路时VO( ) ; (4)一只整流管和滤波电容同时开路, 则VO( )。 解:; 题12.2.1图 2.若要组成输出电压可调、最大输出电流为3A的直流稳压电源,则应采 用( )。 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) 12.3填空: 在题12.3图电路中,调整管为 ,采样电路由 组成,基准电压 电路由 组成, 比较放大电路由 组成, 保护电路由 组 成。输出电压最小值的表达式为 ,最大值的表达式为 。 解:T1;R1 R2 R3;R、Dz;T2、Rc;T3、Ro;、 12.4试分析题12.4图桥式整流电路中负载电压vo的波形。若二极管D2 断 开时,vo的波形如何?如果D2接反,结果如何?如果D2被短路,结果 又如何? vo vI T3 DZ D1 D4 D3 vo + _ v2 + _ RL D2 D1 题12.3图 题12.4图 解:若二极管D2 断开时,vo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。 12.5画出三倍压整流电路,并说明其工作原理。 解: 题解12.5图为三倍压整流电路。 题解12.5图 12.6电路如题12.6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。 v0 v2 v01 v02 v21 D1 D2 D3 D2 D1 v2 v22 v22 RLL RL1 RL2 iL iD2 vD1 题12.6图 题12.7图 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 (3)二极管的平均电流ID和所承受的最大反向电压VDRmax为 解图12.6 12.7电路如题12.7图,变压器副边电压有效值V2150V,V2220V。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 V O10.45(V21V22)31.5V V O20.9U2218V (2)D1的最大反向电压 D2、D3的最大反向电压 12.8 电路如题12.8图,要求: (1)分别标出vO1和vO2对地的极性; v02 v21 v22 v01 (2)vO1、vO2分别是半波整流还是全波整流? (3)当V21V2220V时,VO1和VO2各为多少? (4)当V2118V,V2222V时,画出vO1、vO2的波形;并求出VO1和 VO2各为多少? 题12.8图 解:(1)均为上“”、下“”。 (2)均为全波整流。 (1) VO1和VO2为 V O1VO20.9V210.9V2218V (4)vO1、vO2的波形如解图12.8所示。它们的平均值为 V O1VO20.45V210.45V2218V 解图12.8 12.9 试在题12.9图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。 v2 v1 v1 v2 D2 C2 D1 C1 D3 C3 RL D1 D2 C2 C1 D3 D4 C3 C4 题12.9图 解:在图(a)所示电路中,C1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。负载电阻上为三倍压。 在图(b)所示电路中,C1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。 12.10电路如题12.10图,已知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。若断 开电阻R2,试问: vo vi DZ RL R2 R1 题12.10图 (1)当输入电压vi变化范围为2024V、RL为200600时,限流电 阻R1的选取范围是多少? (2)若R1390,则电路的稳压系数Sr表达式为多少? 解:(1)因为IZmaxPZ M /UZ40mA ,ILUZ /RL10 30mA,所以R的取值范围为 (2)稳压系数为 12.11 电路如题12.10图所示,已知条件如题12.10。试问: (1)为保证空载时稳压管能够安全工作,R2应选多大? (2)当R2按上面原则选定后,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 (1) 为保证空载时稳压管能够安全工作 (2) 负载电流的最大值 (3) 负载电阻的变化范围 12.12桥式整流滤波电路如题12.12图,已知v1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IO=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。 i0 题12.12图 解:(1) 取,则变压器副边电压的有效值 (2)选择整流二极管 流经整流二极管的平均电流为 二极管承受的最大反向电压为 可选用整流二极管2CP13(最大整流电流为100mA, 最大反向工作电 压为100V)。 (3)选择滤波电容 因为负载电阻 由此得滤波电容 考虑到电网电压波动10%,则电容所承受的最高电压为 因此,选用标称值为68F/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,已知交流电源频率 f=50HZ,负载电阻RL=200,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: (1)选择整流二极管 ID=I0/2=U0/2RL=30/(2200)=75mA U=U0/1.2=30/1.2=25V =35V 根据: URWMUDRM IOMID 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=51/50=0。05s C=0.05/RL=0.05/200=250uF 根据:电容耐压值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: (1)输出直流电压Vo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? 题12.14 图 (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比大得多时,Vo1.2V2,Vo的极性及电解电容的极 性为上“-”下“+”。 (2)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Vo 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,因没有通路则没有输出电压。 (3)如果D2的极性接反,二极管D1、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,则不会烧坏变压器。 ()如果D2因过载损坏造成短路,将和()的情况接近,可能使 D1也损坏,如果D1损坏后造成短路,将可能进一步烧坏变压器。 ()如果输出端短路,和()、()的情况接近。 ()利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,比较放大电路 组成;输出电压调节范围的表 达式为 。 vo vI 解:T1;R1、R2、R3;R、DZ;V0= 12.15图 12.16电路如题12.15图,已知稳压管的稳定电压VZ6V,晶体管的VBE 0.7V,R1R2R3300,VI24V。判断出现下列现象时,分别因 为电路产生什么故障(即哪个元件开路或短路)。 (1)VO24V; (2)VO23.3V;
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