第6章 直流穩(wěn)壓電源 習題解答

1、- -第六章習題參考答案6-1 在圖6-23中，直流電壓表V2的讀數(shù)為90V，負載電阻，二極管的正向壓降忽略不計。試求：直流電流表A的讀數(shù)；交流電壓表V1的讀數(shù)；變壓器二次側電流有效值。圖6-23 習題6-1圖解 1直流電流表的讀數(shù) 2交流電壓表的讀數(shù) 3變壓器二次側電流有效值 6-2 圖6-24為變壓器二次側繞組有中心抽頭的單相整流電路，二次側電壓有效值為，試分析：1標出負載電阻上電壓和濾波電容的極性;2分別畫出無濾波電容和有濾波電容兩種情況下的波形。整流電壓平均值與變壓器二次側電壓有效值的數(shù)值關系如何？3有無濾波電容兩種情況下,二極管上所承受的最高反向電壓各為多大"4如果二極管V

2、D2虛焊；極性接反；過載損壞造成短路，電路會出現(xiàn)什么問題"5如果變壓器二次側中心抽頭虛焊；輸出端短路兩種情況下電路又會出現(xiàn)什么問題"圖42 題42圖 圖6-24 習題6-2圖解 1負載電阻上電壓和濾波電容的極性如題6-2解圖a所示。2無濾波電容和有濾波電容兩種情況下的波形分別如題6-2解圖b和題6-2題6-2解圖b題6-2解圖c解圖c所示。無濾波電容時 有濾波電容時 3有無濾波電容兩種情況下，二極管上所承受的最高反向電壓皆為。4二極管V2虛焊時相當于開路，電路變?yōu)閱蜗喟氩ㄕ麟娐?，輸出電壓將降為原來的一半。極性接反和過載損壞造成短路時，在輸入電壓正半周，、通路導通，由于二極

3、管正向電阻很小，產(chǎn)生很大電流，將造成電源、變壓器和二極管燒毀。5變壓器二次側中心抽頭虛焊時相當于斷路，無論是的正半周還是的負半周都不會構成電流的通路，因此負載電阻沒有電壓輸出。輸出端短路時，由于二極管電阻很小，會產(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和二極管燒毀。6-3 圖6-25電路中，其他參數(shù)已標在圖中。試求：VD1、VD2、VD3各組成何種整流電路"計算、，及流過三只二極管電流的平均值各是多大"選擇三只二極管的型號。解 1單相半波整流電路；、組成單相橋式整流電路。2 圖6-25 習題6-3圖3反向電壓最大值、反向電壓最大值 選擇二極管型號時，考慮留有充分余量應選二極管的最大整流

4、電流，最高反向工作電壓。所以選擇2CZ12D，和選擇2CZ11A。6-4 在圖6-2a的單相橋式整流電路中，變壓器二次側電壓有效值，試求、，并選擇整流二極管型號。解 輸出電壓 輸出電流平均值 流過整流二極管電流的平均值整流二極管承受最高反向電壓 考慮留有充分余量整流二極管型號可選擇2CZ11C。6-5 某電阻性負載，要求直流電壓60V，電流20A，現(xiàn)采用單相半波可控整流電路，直接由220V交流電網(wǎng)供電，試計算晶閘管的導通角、電流的有效值，并選用晶閘管。解 單相半波可控整流電路輸出電壓所以 導通角 電流有效值 流過晶體管電流的平均值晶體管承受反向電壓峰值 考慮留有充分余量晶體管選擇為KP20。6

5、-6 單相半波可控整流電路，負載電阻，直接由220V交流電網(wǎng)供電，控制角，試計算輸出電壓、電流的平均值，并選擇晶體管。解 流過晶體管電流的平均值 晶體管承受正反向電壓峰值 考慮留有充分余量晶體管可選擇為KP10。6-7有一電阻負載，它需可調直流電壓，電流，現(xiàn)采用單相半控橋式整流電路，試計算變壓器二次側電壓，并選用整流元件。如果不用變壓器，輸入接220V交流電網(wǎng)，試選用整流元件。解 設晶閘管導通角 ()時，V，。 交流電壓有效值實際上還應考慮電網(wǎng)電壓的波動，管壓降以及導通角一般達不到(般只是)等因素，交流電壓要比計算值適當加大10左右，實際選V。 晶閘管承受的最高正、反向電壓和二極管承受的最高反

6、向電壓都為 考慮留有充分余量，通常根據(jù)下式選取晶閘管的和 此題 流過晶閘管和二極管的平均電流 考慮留有充分余量應選晶閘管的正向平均電流 根據(jù)以上計算選用晶閘管KP10兩只，二極管2CZ11C兩只。 輸入接220V交流電網(wǎng)，此時晶閘管承受的最高正、反向電壓和二極管承受的最高反向電壓都為 所以可選用晶閘管KP10兩只，二極管2CZ11G兩只。6-8 試分析圖6-26所示可控整流電路的工作情況，控制角的變化范圍，輸出電壓平均值的計算公式。圖6-26 習題6-8圖題68解圖解 設電源變壓器二次側電壓V，波形題68解圖(a)所示。如果控制極未加觸發(fā)電壓，晶閘管在電壓的正、負半周內均不導通。在輸入交流電壓

7、的正半周內某一時刻t1()給控制極加上觸發(fā)脈沖，題68解圖b所示，晶閘管道通，忽略管壓降，電壓全部加在負載電阻上，負載上電壓電流波形如題68解圖c所示。在電壓的負半周時某一時刻t2()給控制極加上觸發(fā)脈沖，如題68解圖b所示，晶閘管道通，電壓全部加在負載電阻上，負載上電壓電流波形題68解圖c所示?？刂平堑淖兓秶鸀?；輸出電壓平均值6-9 交流電源電壓為220V，頻率f50Hz，負載要求輸出電壓平均值為20V，輸出電流平均值為50mA，試設計單相橋式整流電容濾波電路，求變壓器的變比及容量，并選擇整流、濾波元件。解 變壓器副邊電壓有效值 流過二極管電流平均值 二極管承受最高反向電壓 選用四只2CZ

8、11A二極管。根據(jù) 取 所以 選容量，耐壓50V的極性電容。6-10 在圖6-9中，濾波電容，交流電源頻率f50HZ，要求輸出電壓平均值，問：1變壓器二次側電壓2該電路工作過程中，假設增大，是增大還是減小"二極管的導通角是增大還是減小"解 1變壓器二次側電壓 2假設增大，電容放電時間常數(shù) 變大，按指數(shù)規(guī)律放電減慢，導通角增大，輸出電壓平均值增大。6-11整流濾波電路如圖6-27所示，二極管是理想元件，電容，負載電阻，開關閉合、斷開時，直流電壓表的讀數(shù)為 ，求：1開關閉合、斷開時，直流電流表的讀數(shù) ;2開關斷開、閉合時，直流電流表的讀數(shù)。 (設電流表內阻為零，電壓表內阻為無窮

9、大 )。3兩個開關均閉合圖6-27 題6-11圖解 開關閉合、斷開時，直流電壓表的讀數(shù)應為 那么 1開關閉合、斷開時，直流電流表的讀數(shù)為0；2開關斷開、閉合時，直流電流表的讀數(shù)為 。3兩個開關均閉合時 。直流電流表的讀數(shù)為 。6-12 在圖6-14所示的形濾波電路中，變壓器二次側電壓，負載電壓，負載電流，試計算濾波電阻。解 經(jīng)電容C濾波后的輸出電壓那么濾波電阻6-13圖6-28是二倍壓整流電路，試標出輸出電壓的極性，說明。題613解圖圖6-28 習題6-13圖解 正半周期時，變壓器二次側電壓通過向電容充電至；負半周期時，由變壓器二次側電壓和電容共同構成電源，通過由和組成帶濾波的單相半波整流電路

10、向負載供電，所以輸出電壓為。6-14 某穩(wěn)壓電路如圖6-29所示，試問：1輸出電壓的大小及極性如何"2電容、的極性如何？它們耐壓應選多高"3負載電阻的最小值約為多少"4穩(wěn)壓管接反，后果如何"解 1輸出電壓極性如題6-14解圖所示，正半周大小為，負半周為。2電容、的極性如下列圖，耐壓選為。3根據(jù)公式 可知 4穩(wěn)壓管接反后正向導通會產(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和穩(wěn)壓管燒毀。圖6-29 習題6-14圖題6-14解圖6-15 由運算放大器組成的穩(wěn)壓電路，如圖6-30所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，。 1證明 2如果要求，計算電阻。 3如果改由反相端輸入，試畫出電路圖，并

11、寫出輸出電壓的計算公式。解1證明：根據(jù)虛短和虛斷可知所以有 2時，時，所以在之間。圖6-30習題6-15圖6-16 圖6-31是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，其中VS為2CWl3，晶體管都為PNP型管。1求該電路輸出電壓的調節(jié)范圍。2當交流電源電壓升高時，說明、如何變化" 、各點電位是升高還是降低"圖6-31 習題6-16圖解 由該電路可知，當滑動變阻器觸頭在最下方時有當滑動變阻器觸頭在最上方時有所以即的變化范圍約為 各點電位變化情況如下：6-17圖6-32是帶保護的擴流電路，電阻、和晶體管V2、V3組成保護電路。試分析其工作原理。圖6-32 習題6-17圖解 所謂擴流指輸出電流增加為正常時，和截止，電阻上產(chǎn)生壓降使導通。假設過流，使增加，限流電阻上壓降增大使管導通，導致管趨于飽和，管的降低，的基極電流增大，限制了功率管的電流，從而保護功率管不致因過流而損壞。6-18 圖6-33是一固定和可調輸出的穩(wěn)壓電路。其中，。