第6章 直流穩(wěn)壓電源 習(xí)題解答

1、- -第六章習(xí)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(fù)載電阻，二極管的正向壓降忽略不計(jì)。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(cè)電流有效值。圖6-23 習(xí)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(cè)電流有效值 6-2 圖6-24為變壓器二次側(cè)繞組有中心抽頭的單相整流電路，二次側(cè)電壓有效值為，試分析：1標(biāo)出負(fù)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(cè)電壓有效值的數(shù)值關(guān)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(huì)出現(xiàn)什么問題"5如果變壓器二次側(cè)中心抽頭虛焊；輸出端短路兩種情況下電路又會(huì)出現(xiàn)什么問題"圖42 題42圖 圖6-24 習(xí)題6-2圖解 1負(fù)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(shí) 有濾波電容時(shí) 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(shí)相當(dāng)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(shí)，在輸入電壓正半周，、通路導(dǎo)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(cè)中心抽頭虛焊時(shí)相當(dāng)于斷路，無論是的正半周還是的負(fù)半周都不會(huì)構(gòu)成電流的通路，因此負(fù)載電阻沒有電壓輸出。輸出端短路時(shí)，由于二極管電阻很小，會(huì)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(biāo)在圖中。試求：VD1、VD2、VD3各組成何種整流電路"計(jì)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(hào)。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(xí)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(hào)時(shí)，考慮留有充分余量應(yīng)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(cè)電壓有效值，試求、，并選擇整流二極管型號(hào)。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(hào)可選擇2CZ11C。6-5 某電阻性負(fù)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(jì)算晶閘管的導(dǎo)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(dǎo)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(fù)載電阻，直接由220V交流電網(wǎng)供電，控制角，試計(jì)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(fù)載，它需可調(diào)直流電壓，電流，現(xiàn)采用單相半控橋式整流電路，試計(jì)算變壓器二次側(cè)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(shè)晶閘管導(dǎo)通角 ()時(shí)，V，。 交流電壓有效值實(shí)際上還應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，管壓降以及導(dǎo)通角一般達(dá)不到(般只是)等因素，交流電壓要比計(jì)算值適當(dāng)加大10左右，實(shí)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(yīng)選晶閘管的正向平均電流 根據(jù)以上計(jì)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(shí)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(jì)算公式。圖6-26 習(xí)題6-8圖題68解圖解 設(shè)電源變壓器二次側(cè)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(fù)半周內(nèi)均不導(dǎo)通。在輸入交流電壓

7、的正半周內(nèi)某一時(shí)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(fù)載電阻上，負(fù)載上電壓電流波形如題68解圖c所示。在電壓的負(fù)半周時(shí)某一時(shí)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(fù)載電阻上，負(fù)載上電壓電流波形題68解圖c所示。控制角的變化范圍為；輸出電壓平均值6-9 交流電源電壓為220V，頻率f50Hz，負(fù)載要求輸出電壓平均值為20V，輸出電流平均值為50mA，試設(shè)計(jì)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(cè)電壓2該電路工作過程中，假設(shè)增大，是增大還是減小"二極管的導(dǎo)通角是增大還是減小"解 1變壓器二次側(cè)電壓 2假設(shè)增大，電容放電時(shí)間常數(shù) 變大，按指數(shù)規(guī)律放電減慢，導(dǎo)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(fù)載電阻，開關(guān)閉合、斷開時(shí)，直流電壓表的讀數(shù)為 ，求：1開關(guān)閉合、斷開時(shí)，直流電流表的讀數(shù) ;2開關(guān)斷開、閉合時(shí)，直流電流表的讀數(shù)。 (設(shè)電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻為無窮

9、大 )。3兩個(gè)開關(guān)均閉合圖6-27 題6-11圖解 開關(guān)閉合、斷開時(shí)，直流電壓表的讀數(shù)應(yīng)為 那么 1開關(guān)閉合、斷開時(shí)，直流電流表的讀數(shù)為0；2開關(guān)斷開、閉合時(shí)，直流電流表的讀數(shù)為 。3兩個(gè)開關(guān)均閉合時(shí) 。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(cè)電壓，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，試計(jì)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(biāo)出輸出電壓的極性，說明。題613解圖圖6-28 習(xí)題6-13圖解 正半周期時(shí)，變壓器二次側(cè)電壓通過向電容充電至；負(fù)半周期時(shí)，由變壓器二次側(cè)電壓和電容共同構(gòu)成電源，通過由和組成帶濾波的單相半波整流電路

10、向負(fù)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(yīng)選多高"3負(fù)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(fù)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?qū)〞?huì)產(chǎn)生很大電流，使電源、變壓器和穩(wěn)壓管燒毀。圖6-29 習(xí)題6-14圖題6-14解圖6-15 由運(yùn)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(jì)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(jì)算公式。解1證明：根據(jù)虛短和虛斷可知所以有 2時(shí)，時(shí)，所以在之間。圖6-30習(xí)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(diào)節(jié)范圍。2當(dāng)交流電源電壓升高時(shí)，說明、如何變化" 、各點(diǎn)電位是升高還是降低"圖6-31 習(xí)題6-16圖解 由該電路可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭在最下方時(shí)有當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭在最上方時(shí)有所以即的變化范圍約為 各點(diǎn)電位變化情況如下：6-17圖6-32是帶保護(hù)的擴(kuò)流電路，電阻、和晶體管V2、V3組成保護(hù)電路。試分析其工作原理。圖6-32 習(xí)題6-17圖解 所謂擴(kuò)流指輸出電流增加為正常時(shí)，和截止，電阻上產(chǎn)生壓降使導(dǎo)通。假設(shè)過流，使增加，限流電阻上壓降增大使管導(dǎo)通，導(dǎo)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(hù)功率管不致因過流而損壞。6-18 圖6-33是一固定和可調(diào)輸出的穩(wěn)壓電路。其中，。