第4章 直流電源new

1、 生產(chǎn)和生活中常用到直流電源，而電網(wǎng)提供的交生產(chǎn)和生活中常用到直流電源，而電網(wǎng)提供的交流電，因此須將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，完成此項(xiàng)流電，因此須將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，完成此項(xiàng)功能的電子設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。功能的電子設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。原理電路如下圖所示原理電路如下圖所示原理電路的結(jié)構(gòu)及功能如下原理電路的結(jié)構(gòu)及功能如下電源變壓器：電源變壓器： 將電網(wǎng)提供的交流電壓變換為電路所將電網(wǎng)提供的交流電壓變換為電路所需的交流電壓，一般為降壓變壓器。需的交流電壓，一般為降壓變壓器。整流電路：整流電路： 將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓。將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓。濾波電路：濾波電路： 減小整流后電壓的脈動(dòng)程度

2、，以適應(yīng)減小整流后電壓的脈動(dòng)程度，以適應(yīng)負(fù)載的需要。負(fù)載的需要。穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路： 在電網(wǎng)交流電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，在電網(wǎng)交流電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使輸出的直流電壓穩(wěn)定。使輸出的直流電壓穩(wěn)定。 tUusin222220245. 02)(sin221UUtd tUUoLLooRURUI245. 0LoDRUII245. 0222UUUmDRM 229 . 045. 02UUUoLoLooRURUI9 . 0LoDRUII245. 0222UUDRM例：設(shè)直流電源采用單相橋式整流電路，輸入電壓例：設(shè)直流電源采用單相橋式整流電路，輸入電壓為交流為交流380V380V，負(fù)載要求輸出直流電壓，負(fù)載要求

3、輸出直流電壓O O=110V=110V，直，直流電流流電流I IO O=3A=3A。試求（。試求（1 1）如何選取整流二極管？）如何選取整流二極管？ （2 2）整流變壓器的變比及容量。）整流變壓器的變比及容量。 解：解：（1 1）流過整流二極管的平均電流為）流過整流二極管的平均電流為AIIoD5 . 12VUUo1109 . 02VU1222由橋式整流電路結(jié)論由橋式整流電路結(jié)論VU1341221 . 12由于變壓器繞組及整流二極管均有壓降，故取由于變壓器繞組及整流二極管均有壓降，故取VUUDRM18922查手冊(cè)可知查手冊(cè)可知2CZ12D2CZ12D滿足電路參數(shù)要求。滿足電路參數(shù)要求。（2 2）

4、變壓器變比為）變壓器變比為8 . 213438021UUkAIIo3 . 39 . 02VAIUS4423 . 313422變壓器副邊電流有效值變壓器副邊電流有效值變壓器的容量為變壓器的容量為VUUo1002 . 12mARUIILooD60022VUUDRM14122例：已知負(fù)載電阻例：已知負(fù)載電阻R RL L=100=100，負(fù)載電壓為，負(fù)載電壓為120V120V，交，交流電壓頻率為流電壓頻率為50Hz50Hz，采用單相橋式整流電路，采用單相橋式整流電路，試求：如何選取整流二極管及濾波電容器？試求：如何選取整流二極管及濾波電容器？解：解：（a a）流過整流二極管的平均電流為）流過整流二極管

5、的平均電流為 查表可知查表可知2CZ11B2CZ11B的最大整流電流為的最大整流電流為1A1A，最高反，最高反向耐壓為向耐壓為200V200V，滿足電路參數(shù)要求，滿足電路參數(shù)要求(3)(3)電感濾波電感濾波iURIoUOIZIRURiOUUURIZIRUOURIRiOUUUmaxmax)35 . 1 (oZIIoZUUoiUU) 32(maxzominoimaxIIRUUminooII imaxiUU minmaxmaxozoiIIUURinzomaxoiminmIIRUUmaxooII iminiUU axininomzmoimIIUURmaxminmaxminmaxmaxozoiozoiI

6、IUURIIUURUUPoiR2max)()32(例：如圖穩(wěn)壓管電路，已知負(fù)載電阻由開路變到例：如圖穩(wěn)壓管電路，已知負(fù)載電阻由開路變到2K2K，整流濾波后的電壓，整流濾波后的電壓U Ui i為為30V30V，設(shè)電網(wǎng)電壓，設(shè)電網(wǎng)電壓變化變化 ，負(fù)載電壓，負(fù)載電壓U Uo o=1V,=1V,試求：如何選取穩(wěn)壓二極管及限流電阻？試求：如何選取穩(wěn)壓二極管及限流電阻？10ARUILm5210oomax解：解：mAII102omaxzmaxVUU10ozAIm20zmaxVU)1210(ZAIm5zmin5510270201033RVU27309 . 0iminVU33301 . 1imaxaxinmax

7、minmaxmaxomzmoiozoiIIUURIIUUk7 . 1k15. 1Rk5 . 1RWRUUPoiR88. 0105 . 11033)() 32(322max）（WR1k5 . 1，1BI1CIPRU1CEU2BI2CIoU1BEU2BEU2CEUoU)()(12211221zBEpozBEppUURRRRUUURRRRRo21221URRRRRUPBB12221oURRRRRUP）（zBE12221oUURRRRRUP特點(diǎn)：特點(diǎn)：mmFIttdII0sin212)()sin(2102mmtItdtII2cos145. 0)(sin22122UttdUUo2cos145. 02LL

8、ooRURUI22Ua2DbLR1Tb1DaLR2T2cos19 . 02LLooRURUI2cos19 . 02UUo3501 3501 整流電路如圖所示，二極管為理想元件，變壓器副邊整流電路如圖所示，二極管為理想元件，變壓器副邊電壓有效值為電壓有效值為10V10V，負(fù)載電阻，變壓器變比。，負(fù)載電阻，變壓器變比。(1)(1)求負(fù)載電阻上電流的平均值；求負(fù)載電阻上電流的平均值；(2)(2)求變壓器原邊電壓有效值和變壓器副邊電流的有效值；求變壓器原邊電壓有效值和變壓器副邊電流的有效值；(3)(3)變壓器副邊電壓的波形如圖所示，試定性畫出的波形。變壓器副邊電壓的波形如圖所示，試定性畫出的波形。N2

9、N1u1u2RLDiOuO02U2u2t23i2UU020 450 45 104 5.( .).VVIUROOLmAmA4 522 25.UkU1210 10()V100VII21571572 253 53.( .).OmAmA35063506圖示電路中，二極管為理想元件，圖示電路中，二極管為理想元件，u ui i為正弦交流電壓，為正弦交流電壓，已知交流電壓表的讀數(shù)為已知交流電壓表的讀數(shù)為100V100V，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻R RL L=1k=1k ，求開關(guān)，求開關(guān)S S斷開和閉合時(shí)直流電壓表和電流表（斷開和閉合時(shí)直流電壓表和電流表（A A）的讀數(shù)及整流電）的讀數(shù)及整流電流的最大值；流的最大值

10、； 。（設(shè)各電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表的。（設(shè)各電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表的內(nèi)阻為零）內(nèi)阻為零）AV2V1uiu2SiORLuo35083508整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知直流電壓整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知直流電壓表的讀數(shù)為表的讀數(shù)為45V45V，負(fù)載電阻，整流變壓器的變比，負(fù)載電阻，整流變壓器的變比k=10k=10，要求：，要求：(1)(1)說(shuō)明電壓表的極性；說(shuō)明電壓表的極性；(2)(2)計(jì)算變壓器原邊電計(jì)算變壓器原邊電壓有效值；壓有效值；(3)(3)計(jì)算直流電流表計(jì)算直流電流表(A)(A)的讀數(shù)。的讀數(shù)。( (設(shè)電流表的內(nèi)阻設(shè)電流表的內(nèi)阻視為零，電壓表的內(nèi)阻視

11、為無(wú)窮大視為零，電壓表的內(nèi)阻視為無(wú)窮大) )RLk5 u1u2iOAVuORLabcd35153515整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知負(fù)載電阻整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知負(fù)載電阻，負(fù)載兩端直流電壓為，負(fù)載兩端直流電壓為100V100V，試求，試求:(1):(1)直流電流表的讀數(shù)。直流電流表的讀數(shù)。(2)(2)交流電壓表交流電壓表(V)(V)、交流電流表的讀數(shù)、交流電流表的讀數(shù)( (設(shè)電流表內(nèi)阻為零，設(shè)電流表內(nèi)阻為零，電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大);(3);(3)在下表中選出合適型號(hào)的二極管。在下表中選出合適型號(hào)的二極管。RL 40u1u2uO 最 大整 流 電流

12、 平 均 值 最 高 反向 峰 值電 壓/mA/V2CZ12D2CZ12E2CZ12FiO3000500400A1A2A1A2D30003000300 型 號(hào)RLVIUROOLAA100402 5 .UU20 451000 45222 22OVV.II21571572 53 93.OAAIIUUDODRMAVV2 522222 22314 222.212CZE圖示電路中，二極管為理想元件，ui為正弦交流電壓，已知交流電壓表的讀數(shù)為100V，負(fù)載電阻RL=1k，求開關(guān)S斷開和閉合時(shí)直流電壓表和電流表（A）的讀數(shù)。（設(shè)各電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表的內(nèi)阻為零） AV2V1uiu2SiORLuo 整

13、流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知直流電壓表整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知直流電壓表的讀數(shù)為的讀數(shù)為45V45V，負(fù)載電阻，整流變壓器的變比，負(fù)載電阻，整流變壓器的變比k=10k=10，要求：，要求：(1)(1)說(shuō)明電壓表的極性；說(shuō)明電壓表的極性；(2)(2)計(jì)算變壓器原邊電壓有效值計(jì)算變壓器原邊電壓有效值 (3)(3)計(jì)算直流電流表計(jì)算直流電流表(A)(A)的讀數(shù)。的讀數(shù)。( (設(shè)電流表的內(nèi)阻視為零，設(shè)電流表的內(nèi)阻視為零，電壓表的內(nèi)阻視為無(wú)窮大電壓表的內(nèi)阻視為無(wú)窮大) )u1u2iOAVuORLabcd整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知負(fù)載電阻，負(fù)載兩端直流電壓試求：(1

14、)交流電壓表和交流電流表(A)的讀數(shù)(設(shè)電壓表內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表內(nèi)阻為零)。(2)在下表中選出合適型號(hào)的二極管。 u1u2uORL 最 大整 流 電流 平 均 值 最 高 反 向 峰 值電 壓/mA/V210CP215CP212CP25AViO100100100100250整流濾波電路如圖所示，二極管為理想元件，電容 負(fù)載兩端直流電壓 負(fù)載電阻 ，試求:變壓器副邊電壓有效值并在下表中選出合適型號(hào)的二極管。C 1000uFUOV 20RL 250u1u2 最 大整 流 電流 平 均 值 最 高 反向 峰 值電 壓/mA/V210CP211CP212CP2510010010010050uORL

15、型 號(hào)CDiO整流濾波電路如圖所示，已知 ,穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電流 與 試求：(1)通過負(fù)載和穩(wěn)壓管的電流；(2)變壓器副邊電壓的有效值；(3)通過二極管的平均電流和二極管承受的最高反向電壓。UIV 30UOV12R 2kRLk 4 IzminmA5IzMAx mA18DZIZu1u2RRLC+UOUIIO圖示電路中，二極管為理想元件，ui為正弦交流電壓，已知交流電壓表的讀數(shù)為100V，負(fù)載電阻RL=1k，求開關(guān)S斷開和閉合時(shí)直流電壓表和電流表（A）的讀數(shù)。（設(shè)各電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表的內(nèi)阻為零） AV2V1uiu2SiORLuo 整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知直流電壓表整流電路如圖

16、所示，二極管為理想元件，已知直流電壓表的讀數(shù)為的讀數(shù)為45V45V，負(fù)載電阻，整流變壓器的變比，負(fù)載電阻，整流變壓器的變比k=10k=10，要求：，要求：(1)(1)說(shuō)明電壓表的極性；說(shuō)明電壓表的極性；(2)(2)計(jì)算變壓器原邊電壓有效值計(jì)算變壓器原邊電壓有效值 (3)(3)計(jì)算直流電流表計(jì)算直流電流表(A)(A)的讀數(shù)。的讀數(shù)。( (設(shè)電流表的內(nèi)阻視為零，設(shè)電流表的內(nèi)阻視為零，電壓表的內(nèi)阻視為無(wú)窮大電壓表的內(nèi)阻視為無(wú)窮大) )u1u2iOAVuORLabcd整流電路如圖所示，二極管為理想元件，已知負(fù)載電阻，負(fù)載兩端直流電壓試求：(1)交流電壓表和交流電流表(A)的讀數(shù)(設(shè)電壓表內(nèi)阻為無(wú)窮大，電流表內(nèi)阻為零)。(2)在下表中選出合適型號(hào)的二極管。 u1u2uORL 最 大整 流 電流 平 均 值 最 高 反 向 峰 值電 壓/mA/V210CP215CP212CP25AViO100100100100250整流濾波電路如圖所示，二極管為理想元件，電容 負(fù)載兩端直流電壓 負(fù)載電阻 ，試求:變壓器副邊電壓有效值并