第章 直流稳压电源 习题解答

1、 第章-直流稳压电源-习题解答 作者： 日期： 2 习题参考答案 第六章 100R= ，二极V的读数为90V，负载电阻6-1 在图6-23中，已知直流电压表2L的读数；变V管的正向压降忽略不计。试求：直流电流表A的读数；交流电压表1 压器二次侧电流有效值。 图6-1图6-23 习题U902A.9?I?0A 的读数 解 1）直流电流表A100RLU902VV?200?U? 的读数 2）交流电压表1145.0.450IAA?I?2 ）变压器二次侧电流有效值 3450.二次侧电压有效值为为变压器二次侧绕组有中心抽头的单相整流电路，图6-2 6-24U ，试分析：uRC; 和滤波电容上电压 1）标出负

2、载电阻的极性oLUu与）分别画出无滤波电容和有滤波电容两种情况下的波形。整流电压平均值 2ooU 变压器二次侧电压有效值的数值关系如何？U? 二极管上所承受的最高反向电压各为多大 3）有无滤波电容两种情况下, DRM? VD虚焊；极性接反；过载损坏造成短路，电路会出现什么问题 4）如果二极管 2? 输出端短路两种情况下电路又会出现什么问题5 ）如果变压器二次侧中心抽头虚焊； 图42图42 题 图习题图6-24 6-2uRC 的极性如题6-2解图（）所示。a上电压1 解 ）负载电阻和滤波电容oLu6-2 ）无滤波电容和有滤波电容两种情况下2）和题b解图（6-2的波形分别如题o 140 ）所示。解

3、图（c 解6-2题解题6-2U9U?0. 无滤波电容时 oUU?21. 有滤波电容时 oU2U?2 。二极管上所承受的最高反向电压皆为有无滤波电容两种情况下，3）DRM虚焊时相当于开路，电路变为单相半波整流电路，输出电压将降为原V4）二极管2VV通路导通，、来的一半。极性接反和过载损坏造成短路时，在输入电压正半周，21 由于二极管正向电阻很小，产生很大电流，将造成电源、变压器和二极管烧毁。uu的负半周都的正半周还是5）变压器二次侧中心抽头虚焊时相当于断路，无论是不会构成电流的通路，因此负载电阻没有电压输出。输出端短路时，由于二极管电阻很 小，会产生很大电流，使电源、变压器和二极管烧毁。3k=0

4、.RR=5k 图6-25电路中，已知，其他参数已标在图中。试求：，6-3 2L1L? 各组成何种整流电路VD、VD VD、312UU? 、，及流过三只二极管电流的平均值各是多大 计算2oo1选择三只二极管的型号。 VVV组成、）单相半波整流电路； 解 1321 单相桥式整流电路。V90?10)?45?.U?045?( 2） 1oV.9?10?9U?0 2o45mA?I9? 1V59mAI?I30? 图图6-25 习题6-332VV3.0V 反向电压最大值）31V?100?1412U? DRMVV 、反向电压最大值 32V.228102U?2? DRM140 141 I?2I ，最选择二极管型号

5、时，考虑留有充分余量应选二极管的最大整流电流VoMU?2U 。高反向工作电压DRMRMVVV。和2CZ11A所以选择选择2CZ12D， 321V100U= 6-4 在图6-2a的单相桥式整流电路中，已知变压器二次侧电压有效值，=1kUIR 、，试求，并选择整流二极管型号。ooLV?900.9?1009U?0.U? 解 输出电压 oU90omAI?90 输出电流平均值 o1RL1mA45II? 流过整流二极管电流的平均值 oDF2?VU2?100?141 整流二极管承受最高反向电压 DRMA90mII?2? 考虑留有充分余量 VoM28?2U2VU MRDRM 。整流二极管型号可选择2CZ11C

6、 ，现采用单相半波可控整流电路，某电阻性负载，要求直流电压60V，电流20A6-5 直接由220V交流电网供电，试计算晶闸管的导通角、电流的有效值，并选用晶闸管。 解 单相半波可控整流电路输出电压?cos1?450U?.U o2U2120o?.21cos?1?1?0 所以 220.45?0.45U0?102?180?180?78? 导通角 U60o?R?3 L30I?U?1?A27?58.sinI? 电流有效值 ?R2L1A10I?I 流过晶体管电流的平均值 oDF20122?20?3?UV 晶体管承受反向电压峰值 MDRA20?I2I 考虑留有充分余量 DFFV2?U620?U DRMRM

7、。KP20晶体管选择为141 142 10R= 单相半波可控整流电路，负载电阻交流电网供电，控，直接由220V6-6 L60= 制角，试计算输出电压、电流的平均值，并选择晶体管。?51?1?cos0.4545?220?74.25V0.U?U?0. 解 o22U25.74o?I?425?7.A o10RL1A3.7I?I? 流过晶体管电流的平均值 oDF2V220?310U?U?2? 晶体管承受正反向电压峰值RMFMA4II?2?7. 考虑留有充分余量 DFFV620U?2U? RMDRM0VU?2U?62 FMDFM KP10。晶体管可选择为A10=060VI=0U ，电流，现采用6-7有一电

8、阻负载，它需可调直流电压oo单相半控桥式整流电路，试计算变压器二次侧电压，并选用整流元件。如果不用变压器， 交流电网，试选用整流元件。输入接220V180=UAI=6=180=0 )时， (。V解 设晶闸管导通角 ooU60oV?67?VU 交流电压有效值 9.0.90180般只是(实际上还应考虑电网电压的波动，管压降以及导通角一般达不到170?74160U 左右，实际选10。V)等因素，交流电压要比计算值适当加大 晶闸管承受的最高正、反向电压和二极管承受的最高反向电压都为 V0441?74?1U?U?2U?1. RMFMUU 和 考虑留有充分余量，通常根据下式选取晶闸管的 RRMFRMUU?

9、2 FMFRMUU?2 RMRRMV081042?V?2U?U? 本题 RRMFRM 流过晶闸管和二极管的平均电流 101A5?AI?I ooT22 考虑留有充分余量应选晶闸管的正向平均电流 A?10I?2I oTF 2CZ11C两只。两只，二极管 根据以上计算选用晶闸管KP10反向电压和二极管承受的最高反此时晶闸管承受的最高正、交流电网，输入接 220V142 143 向电压都为310V=412U=1.220VU=U= RMFM620V?U?U?2?310V RRMFRM 两只。 所以可选用晶闸管KP10两只，二极管2CZ11G 试分析图6-8 6-26所示可控整流电路的工作情况，控制 角的

10、变化范围，输出电压平均值的计算公式。 图图6-26 习题6-8 解图68题 t2Usinu=所示。如果控(a)8解图 （V），波形题6解 设电源变压器二次侧电压uu的正的正、负半周内均不导通。在输入交流电压制极未加触发电压，晶闸管在电压?t）所示，晶闸管道解图（b)给控制极加上触发脉冲，题半周内某一时刻t(681 Ru解图通，忽略管压降，电压全部加在负载电阻8上，负载上电压电流波形如题6 L?tu如题)(给控制极加上触发脉冲，（c）所示。在电压的负半周时某一时刻t22Ru上，负载上电压电流波全部加在负载电阻8解图（b）所示，晶闸管道通，电压6L c）所示。68解图（形题?0 控制角 的变化范围

11、为 ；输出电压平均值 ?cos11?Utt)?d(0?U.U2sin9 0?2?，20V，负载要求输出电压平均值为 已知交流电源电压为220V，频率f50Hz6-9 ，试设计单相桥式整流电容滤波电路，求变压器的变比及容量，50mA输出电流平均值为 并选择整流、滤波元件。U.=U21 解 o143 144 U20oV?U?V?17 变压器副边电压有效值 21.21.11A50?25m?II? 流过二极管电流平均值 oDF22?U24V22U?17V? 二极管承受最高反向电压 DRM 二极管。选用四只2CZ11AT)53CR( 根据 L211=T=0.02s=s 50f5RC= 取 L2T?505

12、.2?C?125F 所以 20RL3?1050?F125 的极性电容。，耐压选容量50V=1kRFC=100，要，f50HZ，交流电源频率6-10 在图6-9中，滤波电容LVU=10 ，问： 求输出电压平均值 o?U= 1）变压器二次侧电压 UR二极管的导通角是增大还增大，）该电路工作过程中，若?是增大还是减小2oL? 是减小U10oV38.?U? ）变压器二次侧电压 解 12.211.RRC变大，按指数规律放电减慢，导通角增大，2）若 增大，电容放电时间常数LLU 输出电压平均值增大。o?F500C?阻电 载 ，负是 理 想 元 件，电 容 示 6-11整 流滤 波 电 路如 图 6-27所

13、 ，二 极 管SS?5kRV4141.)V( ： ，求的 读 数 为 关 闭 合、 断 开 时，直流 电 压 表 开 ， L21SS)(A; 数 表 读 的电 闭合、开 断 时， 直 流 流开1） 关 21SS)(A 压电 为 零， ( 的 读数 。设 电流 表内 表流电流直， 开断 2）开关 、闭合时 阻21 ) 。穷为 无 大阻内表 合闭关个）3两开均144 145 1u? ? 6-11图图6-27 题SS)(V 表 为 数的 读 应解 开 关 闭 合、流 断 开 时，直 电 压 21V.4U?2U?141 2o1U?00V 则 2SS)A( 的 读 数 为；闭 合、开 断 时， 直 流

14、电 流 表 ）开 1 关 0 21VU?0.9U?90SS 断 开、 闭 开 关 合 时， 2）2o2190mA?18I?)(A 的 读 数 为 。 直 流电 流 表51U?1.2U?20V 均两个开关闭合时 。 3）2o120mA24?I?)A( 。 为 直 流 电流 表 的 读 数5V6RCU=，负滤波电路中，已知变压器二次侧电压所示的形6-12 在图6-14Am=100=U6VIR ，试计算滤波电阻，负载电流。载电压LL?U2V1.2?6?7.?1.2U? 经电容C滤波后的输出电压 解o?UU?6?7.2oL?R?12k 则滤波电阻 3?I10?100LUU2U=2 的极性，说明。是二倍

15、压整流电路，试标出输出电压6-13 图6-28oo 解图13题6 图6-13图6-28 习题CVU由变充电至；变压器二次侧电压通过解 正半周期时，负半周期时，向电容11CVC组成带滤波的单相半波整流电压器二次侧电压和电容共同构成电源，通过由和221U22 路向负载供电，所以输出电压为。 145 146 6-14 某稳压电路如图6-29所示，试问：U? 的大小及极性如何 1）输出电压 LCC? ）电容的极性如何？它们耐压应选多高、 221R? 的最小值约为多少3）负载电阻 L ）稳压管接反，后果如何? 4UV015V 。，负半周为极性如题6-14解图所示，正半周大小为 解 1）输出电压LCCV3

16、0 的极性如图所示，耐压选为2）电容。、21T)5RC(3 3）根据公式 L2T)R5?(3 可知 LC2 4）稳压管接反后正向导通会产生很大电流，使电源、变压器和稳压管烧毁。 图习题6-14图6-29 解图题6-14V=4U，稳压管的稳定电压由运算放大器组成的稳压电路，如图6-30所示，6-15 zk4=R 。1?RR?F1?UU? 1 ）证明 ?zoR?1V12U=5R 。，计算电阻2 ）如果要求oFUU 3改由反相端输入，试画出电路图，并写出输出电压的计算公式。）如果oz 解 ）证明：根据虚短和虚断可知1146 147 UU?Uo? RRF1U?U Z? ?R?RF1?UU 所以有 ?o

17、zR?1UoR?1R?() 2）1FUZ5VU5?k1)?4?4R?(? 时，oF412VU12?k1)?4?8R?(? 时， oF4Rk18 所以 在 之间。 6-30习题6-15图图F =R50R=40R 为6-16 图6-31是串联型稳压电路，其中VS2CWl3，31L=560R 型管。，晶体管都为PNP2U 1）求该电路输出电压的调节范围。LUUUUU 、2）当交流电源电压升高时，说明各点电位、如何变化? 、o1C1ELB1? 是升高还是降低 6-16图图6-31 习题R 解 由该电路可知，当滑动变阻器触头在最下方时有2R3UU? LZRR?R?312R 当滑动变阻器触头在最上方时有2

18、R?R32UU? LZRRR?321147 148 所以RRR?R?RR?131223U?UU ZZLRRR?323V?10VU?U132 即的变化范围约为 LL 各点电位变化情况如下：不UEII电源电压1o11B13BC2CUL RR V组成保护电路。、和晶体管V、图6-17 6-32是带保护的扩流电路，电阻3232 试分析其工作原理。 I I2 6-17图6-32 图习题II?II 解 增加为所谓扩流指输出电流 2LLVVIRVI增加，限导通。若过流，使正常时，和截止，电阻上产生压降使32L11VRVVUV的基极降低，管导通，导致流电阻上压降增大使管趋于饱和，管的332BE211IV 电流增大，限制了功率管的电流，从而保护功率管不致因过流而损坏。1C13k.=R=3R， 6-18 图一固定和可调输出的稳压电路。其中，6-33是31k5.1=R 。2 计算固定输出电压的大小。 计算可调输出电压的范围。 148 149 6-18图图6-33习题 ，此时有 解 1）固定输出时触点接BUU? 23LR 最下方时有2）当滑动变阻器触头在2R3U?U L23RR?R?312R 最上方时有当滑动变阻器触头在2RR?3