第十章直流电源 自测题 判断下列说法是否正确,用“√”“×”表示判断结果填入空内 (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U2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U1和负载电流lL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。 解:(1) (2)√ (3)√ (5) (6)√ 二、在图103.1(a)中,已知变压器副边电压有效值U2为10V,R2C≥ (T为电网电压的周期)。测得输出电压平均值UoAV)可能的数值为 B.12V C. 9V D.4.5V 选择合适答案填入空内 (1)正常情况Uo(AV)≈ (2)电容虚焊时Uo(AV)≈ (3)负载电阻开路时Uo(AV)≈ (4)一只整流管和滤波电容同时开路,Uo(Av≈ 解:(1)B (2)C (3)A (4)D 三、填空: 第十章题解一1
第十章题解－1 第十章 直流电源 自 测 题 一、判断下列说法 是否 正 确， 用 “√ ”“ ×”表 示 判断 结 果填 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 U2 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 2U2 。（ ） （5）当输 入 电 压 UI 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 。（ ） 解 ：（1）× （2）√ （3）√ × （4）√ （5）× （6）√ 二、在 图 1 0.3.1（a）中 ，已知 变 压器 副 边电 压 有效 值 U2 为 10 V， 2 3T RLC （T 为电网电压的 周期 ）。 测 得输 出 电压 平 均 值 UO （ AV ） 可能 的 数值 为 A. 14V B. 12V C. 9V D. 4.5V 选择合适答案填入空内。 （1）正常情况 UO （ AV ） ≈ ； （2）电容虚焊时 UO （ AV ） ≈ ； （3）负载电阻开 路 时 UO （ AV ） ≈ ； （4）一只整流管 和滤 波 电容 同 时开 路 ，UO （ AV ） ≈ 。 解 ：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、填空：
R, RIlU 本 图T10.3 在图T103所示电路中,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 解 2、R3,R、Dz,T Rc,Ro、T R1+R2+R3 (Uz+URE), R,+R,+R R,+R2 R 四、在图T10.4所示稳压电路中,已知稳压管的稳定电压Uz为6V,最 小稳定电流 lZ为5mA,最大稳定电流 Iz为40mA:输入电压U1为15V, 波动范围为±10%;限流电阻R为2009 (1)电路是否能空载?为什么? (2)作为稳压电路的指标,负载电流1的范围为多少 解:(1)由于空载时稳压管流过的最大电流 D max =Irma Imax 2=525mA>l=40mA R 所以电路不能空载 第十章题解
第十章题解－2 图 T10.3 在 图 T10.3 所 示电 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，R0、 T3 ； ( ) ( ) Z BE2 3 1 2 3 Z BE2 2 3 1 2 3 U U R R R R U U R R R R R + + + + + + + ， 。 四、在图 T1 0.4 所 示稳 压 电路 中 ，已 知 稳压 管 的 稳定 电压 UZ 为 6 V， 最 小稳 定 电 流 I Zmi n 为 5 mA，最 大稳 定 电 流 I Zm ax 为 40m A；输 入电 压 UI 为 1 5V， 波动范围为±10％ ；限 流 电 阻 R 为 20 0Ω 。 图 T10.4 （1）电路是否能空 载 ？为 什 么？ （2）作为稳压电路 的 指标 ， 负载 电 流 IL 的范 围 为多 少 ？ 解 ：（1）由于空载时稳压管流过的最大电流 52.5mA Zmax 40mA Imax Z DZ max max = = − = = I R U U I I R ＞ 所以电路不能空载
(2)根据1m09、1m,负载电流的最大值 R 根据D2max Imax Z Lmin’负载电流的最小值 Imax -L Lmin D, max =125mA R 所以,负载电流的范围为12.5~32.5mA。 五、在图10.5.24所示电路中,已知输出电压的最大值 Uo为25V,R 240Ω;Wl17的输出端和调整端间的电压UR=1.25V,允许加在输入端和 输出端的电压为3~40V。试求解: (1)输出电压的最小值 Uo (2)R2的取值; (3)若U1的波动范围为±10%,为保证输出电压的最大值 Uo为25V, U至少应取多少伏?为保证W117安全工作,U1的最大值为多少伏? 解:(1)输出电压的最小值 Uo=1.25V (2)因为 Uoms=(+x)×1.25V=25V R1=240 所以 R1=4.56k9 (3)输入电压的取值范围为 0.9 Im ax Uomin tU12max:37.5V 第十章题解一3
第十章题解－3 （2）根据 Lmax Imin DZ min I R U U I Z − − = ，负载 电流 的 最大 值 D min 32.5mA Imin Lmax Z − = − = I R U U I Z 根据 Lmin Imax DZ max I R U U I Z − − = ，负载电流的 最小 值 D max 12.5mA Imax Lmin Z − = − = I R U U I Z 所以，负载电流的范围为 12.5～3 2.5m A。 五、在 图 10.5. 24 所 示电 路 中，已 知输 出 电压 的 最大 值 UO m ax 为 25 V，R1 ＝24 0Ω ； W117 的 输 出端 和 调整 端 间的 电压 UR＝1. 25V， 允许 加 在输 入 端和 输出端的电压为 3～4 0V。试 求 解： （1）输出电压的最 小 值 UO mi n ； （2）R2 的取值； （3）若 UI 的波 动 范围 为±10％，为 保证 输 出电 压 的最 大值 UO m ax 为 2 5V， UI 至少应取多少 伏？ 为 保证 W 11 7 安 全 工作 ， UI 的最 大 值为 多 少伏 ？ 解 ：（1）输出电压的最小值 UO mi n ＝1.2 5V （2）因为 = = + = 240 (1 ) 1.25V 25V 1 1 2 Omax R R R U 所以 R1＝4.56kΩ （3）输入电压的 取值 范 围为 37.5V 1.1 31.1V 0.9 Omin 1 2max Imax Omax 1 2min Imin + + U U U U U U
六、电路如图T10.6所示。合理连线,构成5V的直流电源 本 OHz W7805 图T10.6 解:1接4,2接6,5接7、9,3接8、11、13,10接12。如解图T10.6 所 亚 32 W7805 RILUo=5V 解图T10.6 第十章题解-4
第十章题解－4 六、电路如图 T1 0.6 所示 。 合 理连 线 ，构 成 5 V 的直 流 电源 。 图 T10.6 解 ：1 接 4，2 接 6，5 接 7、9，3 接 8、11、13，1 0 接 12。如 解 图 T10.6 所示。 解 图 T10.6
10.1判断下列说法是否正确,用“√”或“×”表示判断结果填入空内 (1)整流电路可将正弦电压变为脉动的直流电压。() (2)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。() (3)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。() 解:(1)√ (2)√ (3) 10.2判断下列说法是否正确,用“√”或“×”表示判断结果填入空内。 (1)对于理想的稳压电路,△Uo/△U1=0,R0=0。() (2)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。() (3)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。() 4)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 解:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×√ 10.3选择合适答案填入空内 (1)整流的目的是 A.将交流变为直流 B.将高频变为低频 C.将正弦波变为方波 (2)在单相桥式整流电路中,若有一只整流管接反,则 A.输出电压约为2UD B.变为半波直流 C.整流管将因电流过大而烧坏 (3)直流稳压电源中滤波电路的目的是 A.将交流变为直流 B.将高频变为低频 C.将交、直流混合量中的交流成分滤掉 (4)滤波电路应选用 A.高通滤波电路B.低通滤波电路C.带通滤波电路 解:(1)A (2)C (3)C (4)B 第十章题解-5
第十章题解－5 习 题 10.1 判断下 列 说法 是 否正 确，用“ √”或“×”表 示判 断 结果 填 入空 内。 （1）整流电路可将 正 弦电 压 变为 脉 动的 直 流 电压 。（ ） （2） 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。（ ） （3） 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 。（ ） 解 ：（1）√ （2）√ （3）× 10.2 判断下 列 说法 是 否正 确，用“ √”或“×”表 示判 断 结果 填 入空 内。 （1）对于理想的稳 压 电路 ， △UO /△ UI＝0，Ro＝ 0。（ ） （2） 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。（ ） （3） 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。（ ） （4） 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）× √ 10.3 选择合适答案填 入空 内 。 （1）整流的目的是 。 A. 将交流变为直流 B. 将高频变为低频 C. 将正弦波变为方 波 （2）在单相桥式整 流 电路 中 ，若 有 一只 整 流 管接 反 ，则 。 A. 输出电压约为 2UD B. 变为半波直流 C. 整流管将因电流 过大 而 烧坏 （3）直流稳压电源 中 滤波 电 路的 目 的是 。 A. 将交流变为直流 B. 将高频变为低频 C. 将交、直流混合 量中 的 交流 成 分滤 掉 （4）滤波电路应选 用 。 A. 高通滤波电路 B. 低通滤波电路 C. 带通滤波电路 解 ：（1）A （2）C （3）C （4）B
10.4选择合适答案填入空内 (1)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 A.电容滤波稳压管稳压电路B.电感滤波稳压管稳压电路 C.电容滤波串联型稳压电路D.电感滤波串联型稳压电路 (2)串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是 A.基准电压B.采样电压C.基准电压与采样电压之差 (3)开关型直流电源比线性直流电源效率高的原因是 A.调整管工作在开关状态 B.输出端有LC滤波电路 C.可以不用电源变压器 (4)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 A.周期不变,占空比增大 B.频率增大,占空比不变 C.在一个周期内,高电平时间不变,周期增大 解:(1)D(2)C(3)A (4)A 10.5在图10.2.5(a)所示电路中,已知输出电压平均值Uo(AVy=15V 负载电流平均值L(Ay=100mA (1)变压器副边电压有效值U2≈? (2)设电网电压波动范围为±10%。在选择二极管的参数时,其最大整 流平均电流l和最高反向电压UR的下限值约为多少? 解:(1)输出电压平均值UoA≈092,因此变压器副边电压有效值 UoA≈167V (2)考虑到电网电压波动范围为±10%,整流二极管的参数为 1>1.1×-A=5mA 第十章题解-6
第十章题解－6 10.4 选择合适答案填 入空 内 。 （1）若要 组 成输 出 电压 可 调、最大 输 出电 流 为 3 A 的 直 流稳 压 电源 ，则 应采用 。 A. 电容滤波稳压管 稳压 电 路 B. 电感滤波稳压管稳压电路 C. 电容滤波串联型稳压电路 D. 电感滤波串联型稳压电路 （2）串联型稳压电 路 中的 放 大环 节 所放 大 的 对象 是 。 A. 基准电压 B. 采样电压 C. 基准电压与采样 电压 之 差 （3）开关型直流电 源 比线 性 直流 电 源效 率 高 的原 因 是 。 A. 调整管工作在开 关状 态 B. 输出端有 LC 滤 波电 路 C. 可以不用电源变压器 （4） 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 。 A. 周期不变，占空 比增 大 B. 频率增大，占空 比不 变 C. 在一个周期内，高电平时间不变，周期增大 解 ：（1）D （2）C （3）A （4）A 10.5 在图 10. 2.5（ a）所示 电 路中 ，已 知 输出 电 压平 均 值 UO （ AV ） ＝1 5V， 负载电流平均值 IL （ AV ） ＝10 0mA。 （1）变压器副边电 压 有效 值 U2≈ ？ （2）设 电 网电 压 波动 范 围为 ±10％ 。在选 择 二极 管 的参 数 时 ，其 最 大整 流平均电流 I F 和最 高 反向 电 压 UR 的下 限 值约 为 多少 ？ 解 ：（1）输出电压平均值 O(AV) 9 2 U 0. U ，因 此 变压 器 副 边电 压 有效 值 16.7V 0.9 O(AV) 2 U U （2）考虑到电网 电压 波 动范 围 为±1 0％ ， 整流 二 极 管的 参 数为 55mA 2 1.1 L(AV) F = I I ＞ UR＞1.1 2U2 26V
10.6电路如图P10.6所示,变压器副边电压有效值为2U2 (1)画出2、Dn和uo的波形; (2)求出输出电压平均值UoAV)和输出电流平均值lL《A)的表达式 (3)二极管的平均电流ID(AV)和所承受的最大反向电压 UR的表达 式 图P10.6 解图P10.6 解:(1)全波整流电路,波形如解图P10.6所示。 (2)输出电压平均值Uo(N)和输出电流平均值l(AV)为 0.9, 0.9 Av RL (3)二极管的平均电流IDAV)和所承受的最大反向电压UR为 1045 RL 第十章题解一7
第十章题解－7 10.6 电路如图 P10.6 所 示， 变 压器 副 边电 压 有效 值 为 2U2。 （1）画出 u2、uD 1 和 uO 的 波 形； （2）求 出输 出 电压 平 均 值 UO （ AV ） 和输 出 电流 平 均 值 IL （ AV ） 的 表 达式 ； （3）二 极管 的 平均 电 流 I D （ AV ） 和所 承 受的 最 大反 向 电压 UR m ax 的 表达 式。 图 P10.6 解 图 P10.6 解 ：（1）全波整流电路，波形如解图 P10. 6 所示。 （2）输出电压平均 值 UO （ AV ） 和 输 出电 流 平均 值 IL （ AV ） 为 L 2 O(AV) 2 L(AV) 0.9 0.9 R U U U I （3）二极管的平均 电 流 I D （ AV ） 和所 承 受的 最 大反 向 电 压 UR 为 R 2 L 2 D 2 2 0.45 U U R U I =
10.7电路如图P10.7所示,变压器副边电压有效值U21=50V,U2=20V。 试问: 50 图P10.7 (1)输出电压平均值Uo1(AV)和Uo2(AV)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 Uo1≈0.45(U21+U22)=31.5V Uo2≈0.9U22=18V (2)D1的最大反向电压 D2、D3的最大反向电压 U>2√2U2,≈57V 第十章题解-8
第十章题解－8 10.7 电路如 图 P10.7 所 示，变压 器 副边 电 压有 效值 U2 1＝ 50V，U2 2 ＝2 0V。 试问： 图 P10.7 （1）输出电压平均 值 UO 1 （ AV ） 和 UO 2 （ AV ） 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 UO 1≈0.45（U2 1＋U2 2）＝ 31.5 V UO 2≈0.9U2 2＝18V （2）D1 的最大反向 电 压 UR＞ 2(U21 +U22) 99V D2、D3 的最大反向电 压 UR＞2 2U22 57V
10.8电路图P10.8所示 (1)分别标出lo1和uo2对地的极性; (2)uo1、wo2分别是半波整流还是全波整流? (3)当U21=U22=20V时,Uo1(AV)和Uo2(AV)各为多少? (4)当U21=18V,U22=22V时,画出lo1、lo2的波形;并求出Uo1(AV 和Uo2(AV)各为多少? R 50 HZ RI 图P108 解:(1)均为上“+”、下“一”。 (2)均为全波整流。 (3)L OICAV) Uo2(AV)≈0.9U21=0.9U22=18V (4)uon、uo2的波形如解图P10.8所示。它们的平均值为 UOL cAv Uo2(AV)≈0.45U21+0.45U2=18V M∧ 解图P10.8 10.9分别判断图P10.9所示各电路能否作为滤波电路,简述理由。 第十章题解一9
第十章题解－9 10.8 电路图 P10.8 所示。 （1）分别标出 uO 1 和 uO 2 对地 的 极性 ； （2）uO 1、uO 2 分别是 半波 整 流还 是 全波 整 流？ （3）当 U2 1＝U2 2＝20 V 时 ， UO 1 （ AV ） 和 UO 2 （ AV ） 各为 多 少？ （4）当 U2 1＝ 18 V，U2 2 ＝2 2V 时，画 出 uO 1 、uO 2 的 波形 ；并 求 出 UO 1 （ AV ） 和 UO 2 （ AV ） 各为多 少 ？ 图 P10.8 解 ：（1）均为上“＋”、下 “ －”。 （2）均为全波整流 。 （3） UO 1 （ AV ） 和 UO 2 （ AV ） 为 UO 1 （ AV ） ＝－UO 2 （ AV ） ≈ 0.9U2 1 ＝0. 9U2 2 ＝18 V （4）uO 1、uO 2 的波形 如解 图 P 10.8 所 示。 它 们的 平 均值 为 UO 1 （ AV ） ＝－UO 2 （ AV ） ≈ 0.45 U2 1＋ 0.45 U2 2＝ 18V 解 图 P10.8 10.9 分别判断图 P10.9 所示 各 电路 能 否作 为 滤波 电 路， 简 述理 由
(b) c 图P10.9 解:图(a)、(b)所示电路可用于滤波,图(c)所示电路不能用于滤波。 因为电感对直流分量的电抗很小、对交流分量的电抗很大,所以在滤波 电路中应将电感串联在整流电路的输出和负载之间。因为电容对直流分量的 电抗很大、对交流分量的电抗很小,所以在滤波电路中应将电容并联在整流 电路的输出或负载上。 10.10试在图P10.10所示电路中,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 钟↑即D 图P10.10 解:在图(a)所示电路中,C1上电压极性为上“+”下“一”,数值为 倍压;C2上电压极性为右“+”左“一”,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“一”,数值为一倍压:C3、C4上电压极性 均为右“十”左“一”,数值均为二倍压。负载电阻上为四倍压。 10.11电路如图T10.4所示,已知稳压管的稳定电压为6V,最小稳定电 流为5mA,允许耗散功率为240mW,动态电阻小于159。试问: 第十章题解-10
第十章题解－10 图 P10.9 解 ：图（ a）、（b）所示 电 路 可用 于 滤波 ，图（c）所 示电 路 不能 用 于滤 波。 因为 电 感对 直 流分 量 的电 抗 很小 、对 交流 分 量的 电 抗很 大 ，所以 在 滤波 电 路中 应 将 电 感串 联 在 整 流电 路 的 输 出和 负 载 之 间。 因 为 电 容 对直 流 分 量的 电 抗很 大 、 对 交流 分 量 的 电抗 很 小 ， 所以 在 滤 波 电路 中 应 将 电 容并 联 在 整流 电路的输出或负载上。 10.10 试在 图 P1 0.10 所 示电 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。 图 P10.10 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。 10.11 电路 如 图 T10. 4 所 示 ，已 知 稳压 管 的稳 定 电 压为 6V，最小 稳 定电 流为 5mA，允许耗 散 功率 为 2 40m W，动 态 电阻 小 于 15Ω 。试 问 ：