模拟电子技术11章习题答案.docx
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模拟电子技术11章习题答案
11直流电源
自我检测题
一.选择和填空
1.已知电源变压器次级电压有效值为10V,其内阻和二极管的正向电阻可忽略不计,
整流电路后无滤波电路。
若采用半波整流电路,则输出电压平均值Vo(av):
••
(A.12VB.9VC.4.5V);若采用桥式整流电路,则输出电压平均值V°(av):
••B
(A.12VB.9VC.4.5V);半波整流电路输出电压的交流分量A桥
式整流电路输出电压的交流分量(A.大于B.等于C.小于);半波整流电路中二极
管所承受的最大反向电压B桥式整流电路中二极管所承受的最大反向电压
(A.大于B.等于C.小于)。
2.在如图选择题2所示的两电路中,已知:
它们的输出电压的平均值相等,即Vo1(av)=
Vo2(av)9V;变压器的内阻及二极管的正向电阻均可忽略不计。
图(a)中变压器次级电压
有效值V2:
20V;图(b)中变压器次级电压有效值
〜220V
50Hz
vO1
(a)
V21=V22:
10V。
D1
[>f
~220V
50Hz
+
v21
D2
Rl
vO2
图选择题2
3.所示电路中,Vi(平均值)
B(A.28V
D4流过的电流平均值
C(A.60mAB.80mA
电压波动范围为_10%,D1〜D4所承受的最大反向电压
B.24VC.18V);D1〜
C.45mA);考虑到电网
A(A.31V
B.28VC.62V);若稳压管Dz的最小稳定电流Izmin=5mA,最大稳定电流-max=25mA,
C.25mA)。
图选择题3
4.在整流电路中接入滤波电容后,其输出电压的平均值将A(A.升高
B.不变C.减小);这时,二极管的导通角二将C(A.增大B.不变C.减
小)。
5.分析如图选择题5所示电路:
电容C1上电压的极性是左负右正,C2上电压
的极性是左负右正;Ci上电压平均值:
-28.4V;输出电压Vo平均值、56.8V;二极管Di承受的最高反向电压Vrmi:
56.8V;D2承受的最高反向电压Vrm2:
56.8V
6•在图选择题6所示稳压电路中,稳压管的稳定电压Vz=6V,最小稳定电流Izmin=5mA,
最大稳定电流Izmax=35mA,正向导通电压Vd=0.7V;V|=20V。
当R=&=1k。
时,V。
=
C;当R=Rl=3k。
且Dz开路时,Vo=D;当R=3k0且VDz接反时,V。
=A_;
当R=3k「」且Rl=1k「时,Vo=B。
——_a-F
Iln
rlVo
图选择题6
二.判断题(正确的在括号内画",错误的画X)
1•在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下,单向桥式整流电路的输出电压平均值
是半波整流电路的2倍(V),负载电流平均值是半波整流电路的2倍(V),二极管承受的
最大反向电压是半波整流电路的2倍(X),二极管的正向平均电流是半波整流电路的2倍
(X)O
2•电容滤波适用于大电流负载,而电感滤波适用于小电流负载。
(X)
3.当输入电压V|和负载电流Il变化时,稳压电路的输出电压是绝对不变的。
(X)
4•在稳压管稳压电路中,稳压管的最大稳定电流与稳定电流之差应大于负载电流的变
化范围。
(V)
5•在稳压管稳压电路中,稳压管动态电阻rz越大,稳压性能越好。
(X)
6.开关型稳压电源中的调整管工作在开关状态。
(V)
7.开关型稳压电源比线性稳压电源效率低。
(X)
&开关型稳压电源适用于输出电压调节范围小、负载电流变化不大的场合。
(V)
习题
11.1变压器副边有中心抽头的全波整流电路如图题11.1所示,副边电压为V2a=「V2b=・2V2Sin,t,假定忽略二极管的正向压降和变压器内阻:
(1)试画出V2a、V2b、iD1、iD2、L、Vl及二极管承受的反向电压Vr的波形;
(2)已知V2(有效值),求Vl、Il(均为平均值);
(3)计算整流二极管的平均电流Id、最大反向电压Vrm;
(4)若已知Vl=30V,Il=80mA,试计算血、J的值,并选择整流二极管。
~220V
50Hz
耳——
Tr+
iD1
Rl
iD2
D2
解:
(1)V2a、V2b、iDi、iD2、h、Vl及二极管的反向电压V的波形如下图所示。
(2)
(3)
(4)
负载电压Vl和负载电流Il(平均值)
sin,td(;.-.t)二0.9V2
10
VlVld(,,t):
兀0-
1
整流二极管的平均电流
当VL
=30V
Il
此时二极管电流
0.9V2
Rl
ID和最大反向电压Vrm
Vl
2V2sin(•t)d(,t)=5
Rl2
=80mA时
V2a二V2b=Vl
0.9
=1.11Vl=1.1130V=33.3V
II
80mA=40mA
VrmPH
=2.233.3V=94.2V
选用2CP6A(Idm=100mA,Vrm=100V)。
11.2如图11.2所示整流、滤波电路,已知变压器次级电压V2=20.、2si,tV,电容C
的取值在Rl=100门时满足RlC=3〜5「2T=20ms,负载电阻为100「至无穷大。
试问:
(1)当Rl=100"时,输出电压的平均值Voav
(2)当RL=:
:
时,输出电压的平均值VOAV:
“?
(3)设电网电压的波动范围是_10%,二极管的最大整流平均电流及最高反向工作电压至少为多少?
D1~D4
Vo
图题11.2
解:
(1)RlC=:
3〜5T2时,Vo(AV)1.2V2=24V
Vrm1.12V2:
31V
11.3桥式整流、电容滤波电路如图题11.3所示,已知交流电源电压y=220V、50Hz,
Rl=50门,要求输出直流电压为24V,纹波较小。
(1)整流管平均电流和承受的最大反向电压为多少?
(2)滤波电容器的容量和耐压为多少?
(3)
确定电源变压器的副边电压。
图题11.3桥式整流、电容滤波电路
解:
(1)通过二极管的平均电流和二极管承受的最大反向电压分别为
VL24V
ID-0.24A=240mA
2Rl250“
V2二V-=20V
1.2
T3~5
.放电=R-C_(3~5)—
22f
3~5
(3~5)0.01s
250Hz
取.放电=0.05s,Cn放电.Rl=(0.0550)F=1000」F。
要求电容耐压>Vr^=:
:
'2V^28.2V。
故选
择100050V的电解电容器。
(3)变压器副边电压
V2=24V1.2=20V
构成一线性全波整流电路。
(1)试画出其输入一输出特性Vo=f(Vs);
(2)试画出Vs=10sin.t(V)时Vo!
和Vo波形;
(3)说明此电路具有取绝对值的功能。
解:
(〔)当Vs0,Vo1为负,D2截止,D1导通,Vo^-Vs。
当Vs■■■■■.0,为Vo1正,D1截止,D2导通,因此Vo1=0,故Vo1与Vs的关系为-VsVs1-0
V01=■
0Vs<0
A1为线性半波整流电路,A为反相加法器。
当Vs■■0,V01=-Vs,Vo=-2Vo1-Vs=Vs;
当Vs■■■0,Vo1=0,Vo-礼,故Vo与Vs的关系为
Vs
Vs0
Vo=
解:
Rmax二沐弘=力一15=833门丨Zmomax5*25
11.6在如图题11.6所示稳压电路中,稳压管Dz的最小稳定电流Izmin=5mA,最大稳定电流IZzmax=20mA。
试冋:
(1)R1的取值范围为多少?
(2)Vo的调节范围为多少?
解:
(1)Rlmin:
卫VZ=950」
IZmax
V|-Vzc
Rimax3・8k&-
IZmin
(2)VO^R2R3Vz
R2
R3=0时,Vo=6V;R3=2k"时,Vo=18V,即6V£lVomi8V
11.7在如图题11.7所示串联型稳压电源中,稳压管的最大稳定电流Izmax=25mA,最小稳定电流Izmin=5mA;C1取值满足RC1=(3〜5)T2(T为电网电压的周期,R为0放电回路的等效电阻)。
试求解:
(1)Vo的调节范围;
(2)
R的取值范围。
图题11.7
解:
/八R+R/v+R2^R+Rw+R?
(1)'w2Vz_Vo1W2Vz
Rw+R2R2
9V_VO_18V
(2)V:
1.2V2=21.6V
(3)
图题11.8
解:
(1)Vo=15V
(2)V|=1.2V221.6V
(3)Id(av)=(Iw'1Omax)/2:
255mA
11.9在图题11.9所示稳压电路中,已知CW117是三端可调正输出电压集成稳压器,其
输出基准电压Vref(即V32)=1.25V,输入电压与输出电压之差3V 要求电路的输出电压Vo=30V。 试问: (1)电阻R1的最大值R1max=? (2)若R1=100」则R2=? (3) 若在电网电压波动时,输入电压V|也随之波动一10%,则V|至少应取多少伏? 图题11.9 解: (1)Rmax=告亜二250" 1Omin Vo,: V13min 3)Vlmin-——: 36.7V 0.9 11.10输出电压扩展电路如图题11.10所示。 设V32=V,试证明 因为Vn: Vp,即 艮/R? V,「"(V--V..)V- 经整理得 R3R4RR? V-W')(1+R2) R3+R4Ri 11.11电路如图题11.11所示,开关调整管T的饱和压降Vces=1V,穿透电流Ice-=1mA,Vt是幅度为5V、周期为60-S的三角波,它的控制电压Vb为矩形波,续流二极管D的正向 电压Vd=0.6V。 输入电压V|=20V,Ve脉冲波形的占空比q=0.6,周期T=6^s,输出电压V-=12V,输出电流I-=1A,比较器C的电源电压Vcc二10V,试画出电路中,当在整个开关周期L连续情况下Vt、Va、Vb、Ve、L和V-的波形(标出电压的幅度)。 图题11.11 解: 比较放大器输出电压Va与三角波发生器输出电压Vt(幅值为一5V,T=60」S)比 较,从比较器输出一矩形波电压vb(幅值为_10V,T=60(,q=0.6)开关调整管T由Vb控制,T输出矩形波电压Ve,再经LC滤波电路得到iL(Il=1A)和输出电压v。 =12V。 根据给定Vt、Va和参数可画出电路中电压Vb、Ve、V。 和电流L的波形,如下图所示。 Vb幅值为 10V(忽略比较器输出级三极管的饱和压降),图中电压V的幅值在T导通时 Ve=20V_Vces=19V T截止时 VE二VD--0.6V VO^qV]=0.620V=12V 1l=1A 11.12电路给定条件如上题,当续流二极管反向电流很小时,试求 (1)开关调整管T和续流二极管D的平均功耗; (2)当电路中电感器L和电容器C足够大时,忽略L、C和控制电路的损耗,计算电源的效率。 解: (1)由题意可知,T的导通时间G=qT=0.660」s=36」s,T的截止时间切=(60-36)・S=24,若忽略BJTT输出矩形波电压Ve的上升和下降时间,则开关调整管T的功耗仅为导通时和截止时的功耗,即 1 6010" CEOVItoff) [(113610冷(110: 202410^)]W =0.608W T截止,D导通,续流二极管D的功耗为 toff24x10— PD=VdId——=0.616W=0.24W T6010- 式中流过续流二极管的电流Id: 、I。 =1A。 (2)电源效率 Po PoPtPd 100% VoIo VoIoPtPd 100% 121 121-0.608-0.24 100%=93.4%
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