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√2U2。( (5)当输入电压U1和负载电流1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)√ 37 、在图10.3.1(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 填空: 第十章题解
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 10.3.1（ a）中 ，已 知 变压器副 边电压有 效 值 U2 为 10V， 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 第十章题解－1 三、填 空 ：
R RlU R3 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、R,R、T3; R1+R2+R3 R2+r(U,+UBE2), R,+R+r/Ui+UBE) 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zmin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。 D本 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>Izmax= 40mA 所以电路不能空载。 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 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 IZ mi n 为 5mA，最 大 稳 定电流 IZ ma x 为 40mA；输 入 电 压 UI 为 15V， 波 动范围为 ±10％ ； 限流电阻 R 为 200Ω 。 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。 第十章题解－2
(2)根据lmVm- R-1Lmx,负载电流的最大值 =32.5mA 根据I D, max 负载电流的最小值 L min Dz max =12.5mA 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,R1 240Ω;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3~40V。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, U1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 =(1+) R1=240g 所以 R1=4.56k9 (3)输入电压的取值范围为 Lomax +U12min=31.1V 0.9 Imax Uomm+012mx≈37.5V 1.1 第十章题解一3
（ 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～ 32.5mA。 五 、在 图 10.5.24 所示电 路 中 ，已 知 输 出 电压的最 大 值 UOma x 为 25V，R1 ＝ 240Ω ； 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～ 40V。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 ma x 为 25V， UI 至 少应取 多少伏？ 为保证 W117 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＝ 1.25V （ 2） 因 为 = Ω = + × = 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 12max Imax Omax 12min Imin ≈ + ≈ ≈ + ≈ U U U U U U 第十章题解－3
六、电路如图T10.6所示。合理连线,构成5V的直流电源。 W780: R‖U=sV 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 所示。 本 20V3l2③? W7805}g=5V 解图T10.6 第十章题解
六 、电路如 图 T10.6 所 示。合理 连线，构 成 5V 的 直 流电源。 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 示 。 解 图 T10.6 第十章题解－4
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) 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,R。=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 高通滤波电路B.低通滤波电路C.带通滤波电路 解:(1) (2)C(3)C(4)B 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 第十章题解－5
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 (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(Ay)=15V, 负载电流平均值l1〈A=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lF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 U2≈-A≈167V (2)考虑到电网电压波动范围为±10%,整流二极管的参数为 1n>1.1x21Ay=55mA ≈26V 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 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 （ AV ） ＝ 15V， 负 载电流平 均 值 IL （ AV ） ＝ 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 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 UO(AV) 9 2 ≈ 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 ±10％ ，整流二 极管的参 数 为 55mA 2 1.1 L(AV) F × = I I ＞ UR＞1.1 2U2 ≈ 26V 第十章题解－6
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n2、lDt和lo的波形 (2)求出输出电压平均值Uo(A)和输出电流平均值lL(AV)的表达式 (3)二极管的平均电流Ⅰb(Av)和所承受的最大反向电压 UR的表达 式 B ∧ 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(A)和输出电流平均值L(A)为 0.9/ 0.9U, RL (3)二极管的平均电流ID(AV)和所承受的最大反向电压UR为 045U2 Un=2√2U, 第十章题解一7
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 u O 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 ID （ AV ） 和所承 受的最大 反向电压 UR ma x 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 ID （ 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 ≈ = 第十章题解－7
10.7电路如图P107所示,变压器副边电压有效值U21=50V,U22=20V 试问 50H 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) (2)D1的最大反向电压 Up>√2(U21+U2)≈9V D2、D3的最大反向电压 U>2√2U2,≈57V 第十章题解
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＝ 20V。 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） ＝ 31.5V 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 第十章题解－8
10.8电路图P10.8所 (1)分别标出uo1和uo2对地的极性; (2)lo、uo2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uot、lo2的波形;并求出Uo 和U02(AV)各为多少 220V OH Ril 图P10.8 解:(1)均为上“+”、下“一”。 (2)均为全波整流 (3)Uo1(AV)和Uo2(AV)为 Uo1cAV)=-Uo2(NV)≈0.9U21=0.9U22=18V (4)lot、uo2的波形如解图P10.8所示。它们的平均值为 OI(AV) Uo2(AV)≈0.45U21+0.45U22=18V 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
10.8 电路图 P10.8 所 示 。 （ 1） 分 别标出 uO 1 和 u O 2 对 地 的极性； （ 2） u O 1、 uO 2 分 别 是半波整 流还是全 波整流？ （ 3） 当 U2 1＝ U2 2＝ 20V 时 ， UO 1 （ AV ） 和 UO 2 （ AV ） 各 为多少？ （ 4）当 U2 1＝ 18V，U2 2＝ 22V 时 ，画 出 u O 1、u O 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＝ 18V （ 4） u O 1、 uO 2 的 波 形如解图 P10.8 所 示 。它们的 平均值为 UO 1 （ AV ） ＝ － UO 2 （ AV ） ≈ 0.45U2 1＋ 0.45U2 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 。 第十章题解－9
(a) (b) 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 ↑D 图P10.10 解:在图(a)所示电路中,C1上电压极性为上“+”下“-”,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“一”,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“一”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“+”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
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 。 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 240mW， 动 态 电阻小于 15Ω。试 问 ： 第十章题解－10