模拟电子电路及技术基础-第二版-答案-孙肖子-第10章

第十章电源电路10.1基本要求及重点、难点10.2习题类型分析及例题精解10.3习题解答第十章电源电路第十章电源电路1.基本要求(1)理解直流稳压电源组成框图。(2)了解半波整流、全波整流、桥式整流以及倍压整流的工作原理。(3)了解常用滤波电路；掌握桥式整流及滤波电路的分析、计算。10.1基本要求及重点、难点第十章电源电路(4)掌握串联型稳压电路工作原理及其分析、计算；理解集成三端稳压器的工作原理及其基本应用电路。(5)了解串联开关式稳压电路的组成和工作原理(重点了解开关电源提高效率、减小体积的原理)；了解各种集成开关稳压器。2.重点、难点重点：串联型稳压电路的工作原理、分析、计算及集成三端稳压器的基本使用。难点：桥式整流、滤波电路和串联型稳压电路的分析、计算。第十章电源电路本章习题类型主要有以下几种：(1)各种整流、滤波电路的作用、特点和在一定需求下电路的选择；(2)单相桥式整流电路工作原理，输出电压和电流平均值的估算，整流二极管的选择；(3)串联型直流稳压电路工作原理，输出电压Uo调整范围的估算方法；(4)集成三端稳压器的型号与输出电压的关系，应用电路分析及参数的选择；(5)开关型稳压电路的组成及特点。10.2习题类型分析及例题精解第十章电源电路【例10-1】图10-1所示电路中，已知变压器副边交流电压有效值U2=20V，滤波电容满足RLC≥(3~5）。求下列情况下输出直流电压Uo的值：(1)正常工作时；(2)滤波电容C因虚焊未接上时；(3)有滤波电容C，但负载电阻RL开路时；(4)整流二极管VD2因虚焊开路，同时滤波电容C也开路时；(5)整流二极管VD2接反时对电路有何影响？(6)若要求Uo=－24V，则电路应作哪些变化？2T第十章电源电路图10-1整流滤波电路第十章电源电路解(1)当RLC≥(3~5)且电路正常工作时，Uo=1.2U2=24V(2)当滤波电容C开路时，该电路变为桥式全波整流电路，Uo=0.9U2=18V(3)有滤波电容C，但负载电阻RL开路时由于滤波电容电压峰值为，所以Uo≈1.4U2=28V2T22U第十章电源电路(4)VD2和C均开路时，该电路变为单相半波整流电路，Uo=0.45U2=9V(5)VD2接反时，变压器输出有半周被短路，会引起VD1、VD2元器件损坏，变压器副边也可能被烧坏。(6)若要求Uo=－24V,则桥式整流中的四个二极管均应反接，同时滤波电容C的极性也要反过来接。第十章电源电路【例10-2】(1)在直流电源变压器次级电压相同的条件下，若希望整流二极管承受的反向电压较小，而输出直流电压较高，则应采用整流电路；(2)若平均电压高，负载电流小，则宜采用滤波电路；(3)若电子设备中负载电流较小，为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压，则可采用稳压电路，或集成稳压器电路；(4)为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况，且要求输出电压可以调节，则可采用晶体管稳压电路或可调的三端集成稳压器电路。答桥式；电容式；稳压管；串联型。第十章电源电路【例10-3】具有放大环节的串联型稳压电路正常工作时，调整管处于工作状态。若要求输出电压为18V，调整管压降为6V，整流电路采用电容滤波，则变压器次级电压有效值应为伏。(放大、开关、饱和；18、20、24)答放大；20。第十章电源电路10-1直流电源通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？解直流电源通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。电源变压器将220V交流电压变换为所需的交流电压值；整流电路将交流电压变为单向脉动的直流电压；滤波电路的作用是减小电压的脉动成分，得到较平滑的直流电压；稳压电路的作用是保持输出电压值的稳定，使其不受电网电压波动、负载电阻变化以及环境温度变化等的影响。10.3习题解答第十章电源电路10-2在变压器副边电压相同的条件下，请将桥式整流滤波电路与半波整流电路相比较后，回答以下问题：(1)输出电压有效值高出(1倍、1.2倍、1.4倍)；(2)整流管的平均整流电流(减半、不变、增大1倍)；(3)每个整流管的反向击穿电压(增大、减小、不变)；(4)纹波电压(基本不变、下降很多、有所增大)。解(1)1倍；(2)增大1倍；(3)增大；(4)下降很多。第十章电源电路10-3整流及稳压电路如图P10-3所示。(1)判断该整流电路的类型；(2)要求整流输出电压为Uo1=10V，请问变压器的副边电压U1的有效值应为多少？每个二极管的击穿电压UBR必须大于多少？(3)要求负载电流IL=50mA，求三端稳压器的功耗Pc。第十章电源电路图P10-3第十章电源电路解(1)整流电路为桥式整流电路；(2)因为Uo1=1.2U1,所以(3)无论是7805还是7905，其所承受的电压(正常时)均为Uo1－Uo=10－5=5V，此时负载电流IL=50mA，则三端稳压器的功耗Pc为Pc=(Uo1－Uo)·IL=5×50=250mWV2322V3.82.11BRo11UUUU第十章电源电路10-4桥式整流滤波电路如图P10-4所示。已知RL=50Ω，电容C足够大，用交流电压表测量U1=10V，试回答：(1)在电路正常工作时，电路输出电压Uo为多少?(2)若用直流电压表测得Uo=9V，说明电路出现了什么问题？(3)若负载RL开路，用直流电压表测得Uo将为多少？(4)当VD1短路时，电路将出现什么问题？(5)当VD1开路时，电路将出现什么问题？第十章电源电路图P10-4第十章电源电路解(1)该电路为桥式整流滤波电路，故Uo=1.2U1=1.2×10=12V(2)若Uo=9V，则说明滤波电容C开路；(3)RL开路时，Uo=U1=1.4×10=14V;(4)VD1短路，则VD2或电源变压器副边线圈被烧毁；(5)VD1开路，则该电路变为半波整流滤波电路。2第十章电源电路10-5集成三端稳压器LM7812组成的稳压电路如图P10-5所示，试回答：(1)整流器输出电压为多少伏？(2)要求整流二极管击穿电压UBR为多少伏?(3)LM7812中的调整管所承受的电压约为多少伏？(4)若负载电流IL=100mA，LM7812的功率损耗为多少瓦？解(1)Uim=1.2×15=18V;(2)UBR=U1=1.41×15=21.2V;(3)U调整管=Uim－U7812=18－12=6V;(4)Pc=U调整器×IL=6×0.1=0.6W。2第十章电源电路图P10-5第十章电源电路10-6三端稳压器扩压电路如图P10-6所示，设运放A为理想运放，R1=3kΩ，Rw=1kΩ，R2=1kΩ。稳压器最大功耗PCM=3W，IQIo且输入端与输出端的电压差大于3V。(1)求输出电压Uo的工作范围是多少？(2)负载RL容许的最小值是多少？第十章电源电路图P10-6第十章电源电路解(1)Rw动端调至最上端时，输出Uo最大，最大值为Rw动端调至最下端时，输出Uo最小，最小值为故Uo的工作范围为Uo=15~20V。V20)113(312)(122w11omaxRRRRUV155412)(122w1w1ominRRRRRU第十章电源电路(2)由于稳压器输入、输出端的电压差大于3V，因Ui=20+3=23V，此时稳压器的功耗Pc约为当Uo=Ui=11.5V时，Pc出现最大值。又由于Uo最小可调至15V，因而此时管耗Pc≤PCM=3W即因此RL≥40Ω。LRUUUIUUPooiooic)()(21315)1523(LR第十章电源电路10-7由LM317组成的输出电压可调的电路如图P10-7所示，当U31=1.2V时，流过R1的最小电流IRmin为5~10mA，调整端1输出的电流Iadj远小于IRmin，Ui－Uo=2V。(1)求R1的值；(2)当R1=210Ω，R2=3kΩ时，求输出电压Uo；(3)当Uo=37V，R1=210Ω时，求R2以及电路的最小输入电压Uimin；(4)调节R2从0~6.2kΩ变化时，求输出电压的调节范围。第十章电源电路图P10-7第十章电源电路解(1)(2)(3)得R2=6.265kΩ由于稳压器输入、输出相差2V，所以Uimin=37+2=39V(4)由于，故R2=0时，Uomin=U31=1.2V；R2=6.2kΩ时，。240~120100052.1~102.1min311RIURV34.1832102102.1)(21131oRRRUUo21131)(URRRU)(21131oRRRUU第十章电源电路10-8电路如图P10-8所示，已知运放A为理想器件，三端集成稳压器的额定电压为U××，且R1R4R2R3。求输出电压Uo的表达式。图P10-8第十章电源电路解因为又因为U+=U－，Uo－U78adj=U××所以因此44378adjo212,RRRUUURRRUUURRRRRRUo412443o783241421o)(URRRRRRRRU第十章电源电路10-9图P10-9是采用AD584作为电压基准的恒流源电路，求输出电流Io为多少？解mA452.09V0V91010910sRssoRs212RUIIUUURRRU第十章电源电路图P10-9第十章电源电路10-10图P10-10是串联型开关稳压电源原理框图。已知输入电压Ui是直流电压，开关调整管V的饱和压降和穿透电流均可忽略不计，电感L上的直流压降可忽略不计，设UB在开关转换每个周期内为高电平的时间是TK。(1)开关调整管V发射极UE的波形是什么？(2)若取样电压UF升高，则UB的脉宽TK将如何变化？(3)在同样输出电压的条件下，若三角波发生器输出UT的周期T减小，则开关调整管V的管耗将如何变化？(4)求输出电压Uo。第十章电源电路图P10-10第十章电源电路解(1)UE的波形是方波；(2)若UF升高，则占空比减小；(3)若T减小，则管耗减小；(4)iKoUTTU