北京交通大学模拟电子技术习题及解答第十一章直流稳压源电路

1、第十一章直流稳压源电路11-1电路参数如题图11-1所示，图中标出了变压器二次电压（有效值）和负载电阻值，若忽略二极管的正向压降和变压器内阻，试求：题图 11-1（1）、两端的电压、和电流、（平均值）；（2）通过整流二极管D1、D2、D3的平均电流和二极管承受的最大反向电压。解：（1）D1是半波整流电路 D2、D3是全波整流电路 （2） 11-2桥式全波整流电路如题图11-2所示。若电路中二极管出现下述各情况，将会出现什么问题？（1）D1因虚焊而开路；（2）D2误接造成短路；（3）D3极性接反；（4）D1、D2极性都接反；（5）D1开路，D2短路。解：（1）全波整流变为半波整流，RL上无负半周

2、波形。 （2）负半周时D1与变压器负边形成短路，会将D1与变压器烧坏。 （3）正半周时D3、D4与变压器负边形成短路，会将D3、D4与变压器烧坏。 （4）整流桥无论是在交流电源的正半周还是负半周均截止，无输出电压，即uo=0。 （5）半波整流，无负半周波形。11-3桥式整流滤波电路如题图11-3所示。已知（V），在下述不同的情况下，说明端对应的直流电压平均值各为多少伏？题图 11-3（1）电容C因虚焊未接上；（2）有电容C，但（负载开路）；（3）整流桥中有一个二极管因虚焊开路，有电容C，；（4）有电容C，但。解：（1） （2） （3） （4）11-4双极性电压输出整流电路如题图11-4所示。（

3、1）试问、的整流波形是全波还是半波？标出、对地极性。（2）当时，、各是多少伏？题图 11-4 题图 11-4-1解：1.根据全波桥式整流电路工作原理可知、的波形均为全波整流波形。在变压器输出电压的正负半周均有电流自上而下流经和，和对地电压极性如题图11-4-1所示。 2. 当时，11-5桥式整流电容滤波电路如题图11-5所示。（1）试问输出对地电压uo是正还是负？在电路中，电解电容C的极性应如何连接？（2）当电路参数满足关系时，若要求输出电压uo为25V，的有效值应为多少？（3）如负载电流为200mA，试求每个二极管流过的电流和最大反向电压URM。（4）电容C开路或短路时，试问电路会产生什么后

4、果？题图 11-5解：（1）在的正半周（即题图11-5所示电路中点为正时）D2、D4导通，D1、D3截止，电流从a点D4RLD2b自下而上流经RL；在的负半周D1、D3导通，D2、D4截止，电流自bD3RLD1a仍由下而上能过RL。所以，输出电压为负，电容的极性应上负下正。 （2）当时，U0=（1.11.2）U2，依题意则有 25V = 1.2U2于是可得 U2 = 25V / 1.2 = 20.83V （3）流过每个整流二极管的电流ID = IL / 2，所以 ID = 200mA / 2 = 100mA每个二极管所承受的最大反向电压URM为 （4）当电容C开路时，电路为全波桥式整流电路 U

5、0 = 0.9U2 = 0.920.83V = 18.75V当C短路时，U o = 0V，此时负载被短路，D1D4整流二极管将会因电流过大而损坏。11-6分析题图11-6（a）、（b）所示的电路为几倍压的整流电路？ （a） （b）题图 11-6解：（a）设u2的最大值是，则，所以是3倍压整流电路。电容充电电压极性和电压值如图11-6-1所示。 （b），所以是3倍压整流电路。电容充电电压极性和电压值如图11-6-2所示。11-7稳压管稳压电路如题图11-7所示。已知UI=20V，变化范围20%，稳压管稳压值UZ = +10V，负载电阻RL变化范围为1k 2k，稳压管的电流范围IZ为10mA 60

6、mA。（1）试确定限流电阻R的取值范围。（2）若已知稳压管DZ的等效电阻rZ = 10，估算电路的稳压系数Sr和输出电阻。题图 11-7解：（1）确定限流电阻R的范围 由图例11-7所示电路可知，当UI为最大值而负载RL中流过最小电流I时，稳压管中流过的电流最大，但其值必须小于稳压管额定的电流最大值，即由上式可得限流电阻下限值的计算公式为参数条件为 可解得 （） 当UI为最小值，负载电流IL为最大值时，稳压管中流过的电流为最小值，其值应大于Izmin，即 由上式，可得限流电阻R上限值的计算公式为 参数条件为 解得 （）因此，限流电阻R的取值范围为 215（） R 300（2）稳压系数Sr与输出

7、电阻R0的的估算稳压系数Sr的定义是 在RL不变的情况下，Sr可改写为 在考虑输入变化量对输出变化量的影响时，题图11-7电路可画成题图11-7-1所示的等效电路。题图 11-7-1由图可知， 在条件下，上式可近似为 于是，稳压系数Sr为 已知，若取R=250，则 电路的输出电阻R0为11-8具有放大环节的串联型稳压电路如题目图11-8所示。已知变压器副边u2的有效值为16V。三极管T1、T2的1 = 2 = 50，UBE1 = UBE2 = 0.7V，UZ = +5.3V，R1 = 300，R2 = 200，R3 = 300，RC2 = 2.5k。题图 11-8（1）估算电容C1上的电压U1

8、=？；（2）估算输出电压U0的可调范围；（3）试计算输出负载RL上的最大电流ILmax；（4）试计算调整管T1上的最大功耗PCM。解：（1）电容C1上的电压U1由桥式整流电容滤波电路可知，电容C1上的直流电压平均值U1应为 （2）估算输出电压U0的调整范围由题图11-8电路可知，电路的输出电压U0的大小和电位器R2的滑动位置有关，当R2的滑动头处在最下方时，电路有最大的输出U0max，其值为 而当R2的滑动头处在最上方时，电路有最小的输出U0min，其值为 因此输出电压U0的调整范围为9.6V16V。（3）负载RL上的最大电流ILmax负载RL上的电流由调整管T1的射极电流提供，当输出电压U0

9、处在最小值U0min时，负载RL上流过最大电流ILmax，其值为 （4）调整管T1上的功耗 在电路输出电压处于U0min时，流过T1管的电流最大，而且管压降UCE1也最大，此时T1管的功耗最大，其值PCM为 11-9用集成运放构成的串联型稳压电路如题图11-9所示。 （1）该图电路中，若测得U1 = 24V，则变压器副边电压u2的有效值U2应为多少伏？ （2）若已知U2 = 15V，整流桥中有一个二极管因虚焊而开路，则U1应为多少伏？此时若电容C1也开路，则U1为多少伏？ （3）在U1 = 30V，DZ的稳压值UZ = +6V，R1 = 2k，R2 = 1 k，R3 = 1 k条件下，输出电压

10、U0的范围为多大？ （4）在上述第三小题的条件下，若RL变化范围为100300，限流电阻R = 400，则三极管T1在什么时刻功耗最大？其值是多少？题图 11-9解：（1）确定U2的大小根据桥式整流电容滤波电路的经验公式 可直接求得U2值 （2）在U2 = 15V，一个二极管开路时确定U1的值当整流桥中有一个二极管开路，全波整流变成半波整流，在有电容滤波情况下，U1满足经验公式 当一个二极管开路，且电容C1也开路时，桥式全波滤波电路变成半波整流电路，故 （3）输出电压U0的范围当R2上的滑动头滑向最下方时，U0有最大的值U0max，且 当R2上滑动头滑向最上方时，U0有最小值U0min，且 因

11、此，输出电压U0的范围为12V24V。 （4）T1管的最大功耗PCM 当输出电压U0处在最小值U0min时，调整管T1上有最大的管压降UCE1。此时，若RL为RLmin = 100，则负载电流IL有最大值ILmax，且 另外，限流电阻R上的电流IR与采样电阻R1R3上的电流IR1分别为 于是调整管T1射极总电流 T1管的最大功耗 11-10三端稳压器W7815和W7915组成的直流稳压电路如题图11-10所示，已知副边电压。 （1）在图中标明电容的极性。 （2）确定U01、U02值。 （3）当负载RL1，RL2上电流IL1，IL2均为1A时，估算稳压器上的功耗PCM值。题图 11-10（1）电

12、容的极性如题图11-10-1所示。题图11-10-1（2）U01=15V、U02=-15V（3）稳压器输入端电压，则稳压器上的压降。 稳压器上的功耗11-11 题图11-11所示为三端集成稳压器W7805组成的恒流源电路。已知W7805芯片3、2间的电压为5V，IW = 4.5mA。求电阻R = 100，RL = 200时，负载RL上的电流I0和输出电压U0的值。题图 11-11解：由于W7805输出电压恒为5V，即U32 = 5V，故负载RL上的电流I0应为 电路的输出电压U0为 11-12输出电压的扩展电路如题图11-12所示。设，试证明 题图 11-12解：，因为，所以则 11-13 三端可调式集成稳压器W117组成题图11-13所示的稳压电路。已知W117调整端电流IW = 50A，输出端2和调整端1间的电压UREF = 1.25V。（1）求R1 = 200，R2 = 500时，输出电压U0值。（2）若将R2改