第12章 直流稳压电源的习题答案.pdf

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 VI 0 Ro 0 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V21 50V V22 20V 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 O1 0 45 V21 V22 31 5V V O2 0 9U22 18V 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V21 V22 20V时 VO1和VO2各为多少 4 当V21 18V V22 22V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 O1 VO2 0 9V21 0 9V22 18V 4 vO1 vO2的波形如解图12 8所示 它们的平均值为 V O1 VO2 0 45V21 0 45V22 18V 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20 24V RL为200 600 时 限流电 阻R1的选取范围是多少 2 若R1 390 则电路的稳压系数Sr表达式为多少 解 1 因为IZmax PZ M UZ 40mA IL UZ RL 10 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68 F 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 2 200 75mA U U0 1 2 30 1 2 25V 35V 根据 URWM UDRM IOM ID 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 5 1 50 0 05s C 0 05 RL 0 05 200 250uF 根据 电容耐压值 U2 C 1 5 2 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VZ 6V 晶体管的VBE 0 7V R1 R2 R3 300 VI 24V 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 VO 24V 2 VO 23 3V 3 VO 12V且不可 调 4 VO 6V且不可调 5 VO可调范围变为6 12V 解 1 T1的c e短路 2 Rc短路 3 R2短路 4 T 2的b c短路 5 R1短路 12 17 直流稳压电源如题12 17图所示 1 说明电路的整流电路 滤波电路 调整管 基准电压电路 比较 放大电路 采样电路等部分各由哪些元件组成 2 标出集成运放的同相输入端和反相输入端 写出输出电压Vo的表 达式 vo v2 VC D1 D4 题12 17图 解 1 整流电路 D1 D4 滤波电路 C1 调整管 T1 T2 基 准电压电路 R DZ 比较放大电路 A 取样电路 R1 R2 R3 2 为了使电路引入负反馈 集成运放的输入端上为 下 为 3 输出电压的表达式为 vo vI 12 18在题12 18图所示电路中 R1 240 R2 3k W117输 入端和输出端电压允许范围为3 40V 输出端和调整端之间 的电压VR为1 25V 试求解 1 输出电压的调节范围 2 输入电压允许的范围 题12 18图 解 1 输出电压的调节范围 2 输入电压取值范围 12 19在题12 19图示电路中 已知W7806的输出电压为6V R1 R2 R3 200 试求输出电压V0的调节范围 vo vo vI vI 题12 19图 题12 20图 解 假设滑动变阻器R2的上端电阻为R21 根据 得到 12 20 电路如题12 20图所示 假设IQ 0 问 1 V0值为多少 2 电路 是否具有电压源的特性 解 1 2 由上式可知 电路具有电压源的特性 12 21电路如题12 21图所示 设 晶体管T的VEB VD R1 1 R2 2 ID IB 求解负 载电流IL与的关系式 解 因为 IC IE 所以 题12 21图 12 22电路如题12 22图所示 试合理连线 构成5V的直流电源 题12 22图 解 11 13 12 12 23 试分别求出题12 23图所示各电路输出电压的表达式 题12 23图 解 在图 a 所示电路中 W7812的输出为VREF 基准电压 输出电压的表达式 在图 b 所示电路中 输出电压的表达式 VO VZ VREF VZ 1 25 V 在图 c 所示电路中 输出电压的表达式 12 24 两个恒流源电路分别如题12 24图 a b 所示 1 求解各电路负载电流I