10章直流电源 第10章直流电源 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,输岀电压平均值 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
第 10 章 直 流 电 源 - 1 - 第 10 章 直流电源 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
10章直流电源 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L1(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lF和最高反向电压Ug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 U2x-A≈167V 0.9 (2)考虑到电网电压波动范围为±10%,整流二极管的参数为 l1>1.1×-Ay=5mA U>1.l√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u2、tbn和lo的波形; (2)求出输出电压平均值Uo(AV)和输出电流平均值lL(Av)的表达式; (3)二极管的平均电流ID(A)和所承受的最大反向电压 UR的表达式 5011z 图P106 解图P10.6
第 10 章 直 流 电 源 - 2 - 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 O(AV) 2 U 0.9U ， 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 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、 u D 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 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
10章直流电源 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(Av)为 0.9U RL (3)二极管的平均电流ID(A)和所承受的最大反向电压UR为 0.45U Un=2√2U RL 10.7电路如图P10.7所示,变压器副边电压有效值U21=50V,U22=20V。试问 ~220V 50 HZ 图P10.7 (1)输出电压平均值Uo1(AV)和Uo2(NV)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 U02≈0.9U22=18V (2)D1的最大反向电压 √2(U21+U 2、D3的最大反向电压 Un>2√2U2,≈57V 10.8电路图P10.8所示。 (1)分别标出uot和uo2对地的极性; (2)wot、lo2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o1、uo2的波形;并求出Uo!cAv)和 Uo2(NV)各为多少 解:(1)均为上“+”、下 (2)均为全波整流
第 10 章 直 流 电 源 - 3 - 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 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 10.8 电 路 图 P10.8 所 示 。 （ 1） 分 别 标 出 u O 1 和 uO 2 对 地 的 极 性 ； （ 2） u O 1、 u O 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、 uO 2 的 波 形 ； 并 求 出 UO 1 （ AV ） 和 UO 2 （ AV ） 各 为 多 少 ？ 解 :（ 1） 均 为 上 “ ＋ ”、 下 “ － ”。 （ 2） 均 为 全 波 整 流
10章直流电源 220V 50 HZ 图P10.8 (3)Uo1(A)和Uo2(NV)为 Uo1(AV)=-Uo2(AV)≈0.9U21=0.9U22=18V (4)lot、lo2的波形如解图P10.8所示。它们的平均值为 Uo1(Av)=-Uo2(AV)≈0.45U21+0.45U22=18V 人 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 U 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
第 10 章 直 流 电 源 - 4 - 图 P10.8 （ 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、 u O 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 。 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
10章直流电源 D N2 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“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 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159。试问: (1)当输入电压为20~24V、RL为200~6009时,限流电阻R的选取范围是 多少 (2)若R=3909,则电路的稳压系数S为多少? 解:(1)因为 lz=PzM/Uz=40mA,l1=Uz/R1=10~30mA,所以R的取值 范围为 R =4009 Lmax 3609 Zmax +IL (2)稳压系数为 10.12电路如图P10.12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=3609。试问 D本kDR[ 图 10.12
第 10 章 直 流 电 源 - 5 - 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 ： （ 1） 当 输 入 电 压 为 20～ 24V、 RL 为 200～ 600Ω 时 ， 限 流 电 阻 R 的 选 取 范 围 是 多 少 ？ （ 2） 若 R＝ 390Ω ， 则 电 路 的 稳 压 系 数 Sr 为 多 少 ？ 解 ：（ 1） 因 为 IZ ma x＝ PZ M /UZ＝ 40mA ， IL＝ UZ /RL＝ 10～ 30mA， 所 以 R 的 取 值 范 围 为 360 400 Zmax Lmin Imax min Z Lmax Imin Z max I I U U R I I U U R Z （ 2） 稳 压 系 数 为 0.154 Z Z I r U U R r S 10.12 电 路 如 图 P10.12 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 问 ： 图 P10.12