第12章 直流稳压电源的习题

第12章 直流稳压电源的习题答案12.1判断下列说法是否正确，用“√”或者“×”表示判断结果并填入空内。

（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V 2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22V 。

（ ）（5）当输入电压V I 和负载电流I L 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。

（ ） （7）整流电路可将正弦电压变为脉动的直流电压。

（ ）（8）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。

（ ） （9）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。

（ ） （10）对于理想的稳压电路，△V O /△V I ＝0，R o ＝0。

（ ）（11）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。

（ ） （12）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。

（ ） （13）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）√ （5）× （6）√ （7）√ （8）√ （9） × （10）√ （11）√ （12） √（13）×；√ 12.2选择填空题1.在题12.2.1图所示的桥式整流电容滤波电路中，已知变压器副边电压有效值V 2为10V ，2/3T RC （T 为电网电压的周期）。

测得输出直流电压V O 可能的数值为①14V ②12V ③ 9V ④ 4.5V 选择合适答案填入空内。

（1）在正常负载情况下，V O ≈（ ） ； （2）电容虚焊时V O ≈（ ）；（3）负载电阻开路时V O ≈（ ） ； （4）一只整流管和滤波电容同时开路， 则V O ≈（ ）。

解：②；③；①；④题12.2.1图2.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（ ④ ）。

① 电容滤波稳压管稳压电路 ② 电感滤波稳压管稳压电路 ③ 电容滤波串联型稳压电路 ④ 电感滤波串联型稳压电路 3.串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是（ ③ ）。

① 基准电压 ② 采样电压 ③ 基准电压与采样电压之差 4.开关型直流电源比线性直流电源效率高的原因是（ ① ）。

① 调整管工作在开关状态 ② 输出端有LC 滤波电路 ③ 可以不用电源变压器 5.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（ ① ）。

i 0① 周期不变，占空比增大 ② 频率增大，占空比不变 ③ 在一个周期内，高电平时间不变，周期增大答案：（1）②；③；①；④ （2）④；（3）③；（4）①；（5）① 12.3填空：在题12.3图电路中，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：T 1；R 1 R 2 R 3；R 、D z ；T 2、R c ；T 3、R o ；Z V R R R R R 32321+++、Z V R R R R 3321++12.4试分析题12.4图桥式整流电路中负载电压v o 的波形。

若二极管D 2 断开时，v o 的波形如何？如果D 2接反，结果如何？如果D 2被短路，结果又如何？题12.3图 题12.4图解：若二极管D 2 断开时，v o 的波形为单相半波整流波形；如果D 2接反或者被短路，均会导致电源被短路。

12.5画出三倍压整流电路，并说明其工作原理。

解：题解12.5图为三倍压整流电路。

题解12.5图 12.6电路如题12.6图示，变压器副边电压有效值为2V 2。

（1）画出v 2、v D1和v O 的波形；（2）求出输出电压平均值V O 和输出电流平均值I L 的表达式；（3）二极管的平均电流I D 和所承受的最大反向电压V D Rmax 的表达式。

D 4D 3v o+_~v 2+ _R L D 2D 1v ov IT 3D Zv 0 v 2 v 01 v 02v 21D 1D 2D 3D 2D 1v 2v 22 v 22R LR L1R L2i Li D2v D1题12.6图 题12.7图解：（1）全波整流电路，波形如解图12.6所示。

（2）输出电压平均值V O 和输出电流平均值I L 为L2L)2O 9.0 9.0R V I V V ≈≈ （3）二极管的平均电流I D 和所承受的最大反向电压V D R ma x 为 2DRmax L2D 22V 45.0V R V I =≈解图12.6 12.7电路如题12.7图，变压器副边电压有效值V 21＝50V ，V 22＝20V 。

试问： （1）输出电压平均值V O1和V O2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V O 1≈0.45（V 21＋V 22）＝31.5V V O 2≈0.9U 22＝18V （2）D 1的最大反向电压V 99)(22221DRmax ≈+V V V ＞ D 2、D 3的最大反向电压V 572222DRmax ≈V V ＞12.8 电路如题12.8图，要求： （1）分别标出v O1和v O2对地的极性；（2）v O1、v O2分别是半波整流还是全波整流？（3）当V 21＝V 22＝20V 时，V O1和V O2各为多少？（4）当V 21＝18V ，V 22＝22V 时，画出v O1、v O2的波形；并求出V O1和V O2各为多少？题12.8图解：（1）均为上“＋”、下“－”。

（2）均为全波整流。

（1） V O 1和V O 2为V O 1＝V O 2≈0.9V 21＝0.9V 22＝18V （4）v O 1、v O 2的波形如解图12.8所示。

它们的平均值为V O 1＝V O 2≈0.45V 21＋0.45V 22＝18Vv 02v 21 v 22v 01解图12.812.9 试在题12.9图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。

题12.9图解：在图（a ）所示电路中，C 1上电压极性为上“＋”下“－”，数值为一倍压；C 2上电压极性为右“＋”左“－”，数值为二倍压；C 3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，C 1上电压极性为上“－”下“＋”，数值为一倍压；C 2上电压极性为上“＋”下“－”，数值为一倍压；C 3、C 4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。

12.10电路如题12.10图，已知稳压管的稳定电压为6V ，最小稳定电流I Zmin 为5mA ，允许耗散功率为P Z 为240mW ，动态电阻r Z 小于15Ω。

若断开电阻R 2，试问：题12.10图（1）当输入电压v i 变化范围为20～24V 、R L 为200～600Ω时，限流电阻R 1的选取范围是多少？ （2）若R 1＝390Ω，则电路的稳压系数S r 表达式为多少？ 解：（1）因为I Z ma x ＝P Z M /U Z ＝40mA ，I L ＝U Z /R L ＝10～30mA ，所以R 的取值范围为Ω=+-=Ω=+-=360400LminZmax Imax minLmaxZ Zin Im max I I U U R I I U U R Z（2）稳压系数为 154.0ZIZ r ≈⋅≈U U R r S12.11 电路如题12.10图所示，已知条件如题12.10。

试问： （1）为保证空载时稳压管能够安全工作，R 2应选多大？（2）当R 2按上面原则选定后，负载电阻允许的变化范围是多少？v 2 v 1v 1 v 2D 2 C 2D 1 C 1D 3C 3R LD 1D 2C 2C 1D 3D 4C 3 C 4v ov iD ZR L R 2R 1解：R 1中的电流和稳压管中的最大电流为mA40mA 50~39ZM max 1ZI 1==≈-=ZZ R U PI R U U I（1） 为保证空载时稳压管能够安全工作 Ω=-=600)(max max 12Z R ZI I U R（2） 负载电流的最大值m A 24min 2min 1Lmax =-=Z R R I I I I － （3） 负载电阻的变化范围∞=Ω==Lmin Lmax Lmin 250R I U R Z12.12桥式整流滤波电路如题12.12图，已知v 1是220V 、频率50Hz 的交流电源，要求输出直流电压V O =30V ，负载直流电流I O =50mA 。

试求电源变压器副边电压v 2的有效值V 2，并选择整流二极管及滤波电容。

题12.12图解：(1) 取2)(2.1V V AV O =，则变压器副边电压的有效值 )(252.1302.1)(2V V V AV O ===(2)选择整流二极管流经整流二极管的平均电流为 )(252502)()(mA I I AV O AV D === 二极管承受的最大反向电压为 )(3522V V V DRM ==可选用整流二极管2CP13(最大整流电流为100mA, 最大反向工作电压为100V)。

(3)选择滤波电容 因为负载电阻)(6.0)(5030I V O(AV)O(AV)Ω=Ω==k k R L i 0)(04.0)(01.04242)5~3(S S TC R T C R L L =⨯==≥，取根据 由此得滤波电容F F R C L μ===6.6660004.004.0 考虑到电网电压波动±10%，则电容所承受的最高电压为 )(5.38%)101(22V U U CM =+=因此，选用标称值为68μF/50V 的电解电容。

12.13有一单相桥式整流滤波电路如题12.12图，已知交流电源频率f=50H Z ，负载电阻R L =200Ω，要求输出直流电压V 0=30V ，试选择整流二极管及滤波电容器。

解： (1)选择整流二极管I D =I 0/2=U 0/2R L =30/(2×200)=75mA U=U 0/1.2=30/1.2=25V U U 2DRM 2＝=2002⨯=35V根据: U RWM >U DRM I OM >I D因此：查手下册知，可选用二极管2CZ55B,其最高反向工作电压U RWM 为50V ，最大整流电流I OM 为1000 mA 。