第10章-直流电源电路-习题解答

第10章自测题、习题解答自测题10一、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。（）（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）×直流电源是一种能量变换单元，不是波形变换单元。（2）√（3）√×整流管的平均电流不是2：1的关系。（4）√（5）×当输入电压低于稳压管的稳压值的时候，输出电压值会发生变化。（6）√二、在图10.3全波整流电路中，已知变压器副边电压有效值U2为10V，测得输出电压平均值UO(AV)可能的数值为A.14VB.12VC.9VD.4.5V解：略。三、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。图T10－3解：T1，R1、R2、R3，R、DZ，T2、Rc，R0、T3；)()(BE2Z3321BE2Z32321UURRRRUURRRRR，。四、电路如图T10－4所示。合理连线，构成5V的直流电源。图T10－41接4，2接6，5接7、9，3接8、11、13，10接12。如解图所示。习题1010．1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）×若有一个整流管断开，就没有整流的作用了。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）×稳压管的电流ZMDZZIII，输出电压就能基本稳定√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2UDB.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整流是将交流变换成直流（2）C（3）C（4）B低通滤波器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）A10．5电路如图P10－5所示，变压器副边电压有效值为2U2。（1）画出u2、uD1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ID（AV）和所承受的最大反向电压URmax的表达式。图P10－5解：（1）全波整流电路，波形如解图所示。（2）输出电压平均值UO（AV）和输出电流平均值IL（AV）为L2L(AV)2O(AV)9.09.0RUIUU（3）二极管的平均电流ID（AV）和所承受的最大反向电压UR为2RL2D2245.0UURUI10．6电路如图P10－6所示，变压器副边电压有效值U21＝30V，U22＝10V。试问：（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？图P10－6解：（1）两路输出电压分别为UO1≈0.45（U21＋U22）＝18VUO2≈0.9U22＝9V（2）D1的最大反向电压V56.56)(22221RUUU＞D2、D3的最大反向电压V28.282222RUU＞10．7电路图P10－7所示。（1）分别标出UO1和UO2对地的极性；（2）UO1、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＝15V，U22＝20V时，画出uO1、uO2的波形；并求出UO1（AV）和UO2（AV）各为多少？图P10－7解：（1）均为上“＋”、下“－”。（2）均为全波整流。（3）UO1（AV）和UO2（AV）为UO1（AV）＝－UO2（AV）≈0.9U21＝0.9U22＝18V（4）uO1、uO2的波形如解图P10.7所示。它们的平均值为UO1（AV）＝－UO2（AV）≈0.45U21＋0.45U22＝15.75V10．8分别判断图P10－8所示各电路能否作为滤波电路，简述理由。图P10－8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。10．9试在图P10－7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P10－7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。10．10电路如图P10－10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；输入电压为20～24V，R1＝360Ω。试回答下面问题：（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？图P10－10解：R1中的电流和稳压管中的最大电流为mA40mA50~39ZMmax1ZI1ZZRUPIRUUI（1）为保证空载时稳压管能够安全工作600)(maxmax12ZRZIIUR（2）负载电流的最大值mA24min2min1LmaxZRRIIII－负载电阻的变化范围LminLmaxLmin250RIURZ10．11电路如图P10－11所示，已知稳压管的稳定电压UZ＝6V，晶体管的UBE＝0.7V，R1＝R2＝R3＝300Ω，UI＝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）UO≈24V；（2）UO≈23.3V；（3）UO≈12V且不可调；（4）UO≈6V且不可调；（5）UO可调范围变为6～12V。图P10－11解：（1）T1的c、e短路；（2）Rc短路；（3）R2短路；（4）T2的b、c短路；（5）R1短路。10．12直流稳压电源如图P10－12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。（3）写出输出电压的表达式。图P10－12解：（1）整流电路：D1～D4；滤波电路：C1；调整管：T1、T2；基准电压电路：'Z'D、R、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Z3321OZ32321URRRRUURRRRR10．13试分别求出图P10－13所示各电路输出电压的表达式。图P10－13解：在图（a）所示电路中，W7812的输出为UREF，基准电压REF212RURRRU输出电压的表达式R3543OR43543URRRRUURRRRR在图（b）所示电路中，输出电压的表达式UO＝UZ＋UREF＝（UZ＋1.25）V在图（c）所示电路中，输出电压的表达式)(~ZREFREFZ2'2REFOUUUURRUU10．14两个恒流源电路分别如图P10－14（a）（b）所示。（1）求解各电路负载电流的表达式；（2）设输入电压为20V，晶体管饱和压降为3V，b-e间电压数值│UBE│＝0.7V；W7805输入端和输出端间的电压最小值为3V；稳压管的稳定电压UZ＝5V；R1＝R＝50Ω。分别求出两电路负载电阻的最大值。图P10－14解：（1）设图10.14（b）中W7805的输出电压为‘OU。图示两个电路输出电流的表达式分别为RUIRUUI'OO1EBZO)b()a(（2）两个电路输出电压的最大值、输出电流和负载电阻的最大值分别为