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习题12
习题12
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,它将交流电能转换为直流电能。
( )
(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V2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
。
( )
(5)当输入电压VI和负载电流IL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,△VO/△VI=0,Ro=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。
( )
答:
(1)×
(2)√(3)√×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)√
(9)×(10)√(11)√(12)√(13)√×
12.2选择填空题
1.在题图12.2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V2为10V,
(T为电网电压的周期)。
测得输出直流电压VO可能的数值为
14V
12V
9V
4.5V
选择合适答案填入空内。
(1)在正常负载情况下,VO≈( );
(2)电容虚焊时VO≈( );
(3)负载电阻开路时VO≈( );
(4)一只整流管和滤波电容同时开路,则VO≈( )。
答:
(1)
(2)
(3)
(4)
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( )。
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
答③④
3.串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是( )。
①基准电压②采样电压③基准电压与采样电压之差
答③
4.开关型直流电源比线性直流电源效率高的原因是( )。
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
答①
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①
12.3填空:
在题图12.3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。
答:
(T1),(R1、R2、R3),(R、Dz),(T2,Rc),(T3、Ro),
,
12.4试分析题12.4图桥式整流电路中负载电压vo的波形。
若二极管D2断开时,vo的波形如何?
如果D2接反,结果如何?
如果D2被短路,结果又如何?
解:
正常工作和二极管D2断开时,输出波形如题图12.4(b)所示。
如果D2接反或D2被短路,都使得变压器付边被短路,损坏器件。
12.5画出三倍压整流电路,并说明其工作原理。
解:
略
12.6电路如题图12.6示,变压器副边电压有效值为V2。
(1)画出v2、vD1和vO的波形;
(2)求出输出电压平均值VO和输出电流平均值IL的表达式;
(3)二极管的平均电流ID和所承受的最大反向电压VDRmax的表达式。
解:
(1)v2、vD1和vO的波形如题图12.6(b)所示。
(2)输出电压平均值VO和输出电流平均值IL的表达式为;
(3)二极管的平均电流ID和所承受的最大反向电压VDRmax的表达式。
12.7电路如题图12.7,变压器副边电压有效值V21=50V,V22=20V。
试问:
(1)输出电压平均值VO1和VO2各为多少?
(2)各二极管承受的最大反向电压为多少?
解:
(1)
(2)D1承受的反向压降为
,D2和D3承受的反向压降为
。
12.8电路如题图12.8,要求:
(1)分别标出vO1和vO2对地的极性;
(2)vO1、vO2分别是半波整流还是全波整流?
(3)当V21=V22=20V时,VO1和VO2各为多少?
(4)当V21=18V,V22=22V时,画出vO1、vO2的波形;并求出VO1和VO2各为多少?
解:
(1)vO1和vO2对地的极性如图所示;
(2)vO1、vO2是全波整流;
(3)当V21=V22=20V时,VO1=VO2=18V;
(4)当V21=18V,V22=22V时,vO1、vO2的波形如题图12.8(b)所示。
VO1=16VVO2=20V;
12.9试在题图12.9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。
题图12.9
解:
略
12.10电路如题图12.10,已知稳压管的稳定电压为6V,最小稳定电流IZmin为5mA,允许耗散功率为PZ为240mW,动态电阻rZ小于15Ω。
试问:
题图12.10
(1)当输入电压vi变化范围为20~24V、RL为200~600Ω时,限流电阻R1的选取范围是多少?
(2)若R1=390Ω,则电路的稳压系数Sr表达式为多少?
解:
设R2开路。
(1)由电路得
(2)
12.11电路如题图12.10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,R2应选多大?
(2)当R2按上面原则选定后,负载电阻允许的变化范围是多少?
解:
(1)空载时稳压管的最大电流为
设R1=390Ω,则R2<975Ω。
选择R2=390Ω
(2)设
,稳压管通过的电流为
12.12桥式整流滤波电路如题图12.12,已知v1是220V、频率50Hz的交流电源,要求输出直流电压VO=30V,负载直流电流IO=50mA。
试求电源变压器副边电压v2的有效值V2,并选择整流二极管及滤波电容。
题图12.12题图12.14
解:
,得
二极管的最大平均整流电流IF
二极管的最高反向工作电压VR
12.13有一单相桥式整流滤波电路如题图12.12,已知交流电源频率f=50HZ,负载电阻RL=200Ω,要求输出直流电压V0=30V,试选择整流二极管及滤波电容器。
解:
,得
二极管的最大平均整流电流IF
二极管的最高反向工作电压VR
12.14单相全波整流滤波电路如题12.14图:
(1)输出直流电压Vo约为多少?
标出Vo的极性及电解电容C的极性。
(2)如果整流二极管D2虚焊,Vo是否是正常情况下的一半?
如果变压器中心抽头地方虚焊,这时还有输出电压吗?
(3)如果把D2的极性接反,是否能正常工作?
会出现什么问题?
(4)如果D2因过载损坏造成短路,又会出现什么问题?
(5)如果输出端短路会出现什么问题?
(6)用具有中心抽头的变压器可否同时得到一个对地为正、一个对地为负的电源?
解:
(1)
(2)如果整流二极管D2虚焊,电路变为半波整流。
但是,电容滤波具有输出电压提升的能力,Vo大于正常情况下的一半。
如果变压器中心抽头虚焊,这时没有有输出电压。
(3)如果把D2的极性接反,变压器付边被短路,损坏器件。
(4)如果D2因过载损坏造成短路,变压器付边被短路,损坏器件。
(5)如果输出端短路,变压器付边被短路,损坏器件。
(6)用具有中心抽头的变压器可以同时输出正电压和负电压。
12.15串联型直流稳压电路如题图12.15,T2和T3管特性完全相同,T2管基极电流可忽略不计,稳压管的稳定电压为VZ。
填空:
调整管为,输出电压采样电阻由组成,基准电压电路由组成,比较放大电路组成;输出电压调节范围的表达式为。
答:
(T1),(R1、R2、R3),(R、Dz),(T2、T3、RE、RC),
12.16电路如题图12.15,已知稳压管的稳定电压VZ=6V,晶体管的VBE=0.7V,R1=R2=R3=300Ω,VI=24V。
判断出现下列现象时,分别因为电路产生什么故障(即哪个元件开路或短路)。
(1)VO≈24V;
(2)VO≈23.3V;(3)VO≈12V且不可调;
(4)VO≈6V且不可调;(5)VO可调范围变为6~12V。
解:
(1)T1的集电极与发射机短路,
(2)RC短路,(3)电位器R2短路,(4)R1短路
(5)R3短路。
12.17直流稳压电源如题图12.17所示。
(1)说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由哪些元件组成。
(2)标出集成运放的同相输入端和反相输入端。
写出输出电压Vo的表达式。
解:
略
12.18在题图12.18所示电路中,R1=240Ω,R2=3kΩ;W117输入端和输出端电压允许范围为3~40V,输出端和调整端之间的电压VR为1.25V。
试求解:
(1)输出电压的调节范围;
(2)输入电压允许的范围;
解:
,可选择
。
12.19在题图12.19示电路中,已知W7806的输出电压为6V,R1=R2=R3=200Ω,试求输出电压V0的调节范围。
解:
12.20电路如题图12.20所示,假设IQ=0,问:
(1)V0值为多少?
(2)电路是否具有电压源的特性?
解:
在IQ=0时,电路具有电压源的特性。
但IQ不等于零,且随输出电压变化,所以,电路的稳压特性不好。
12.21电路如题图12.21所示,设
,晶体管T的VEB≈VD,R1=1Ω,R2=2Ω,ID>>IB。
求解负载电流IL与
的关系式。
解:
12.22电路如题图12.22所示,试合理连线,构成5V的直流电源。
解:
12.23试分别求出题图12.23所示各电路输出电压的表达式。
解:
图(a):
运放饱和,不能稳压。
图(b):
Vo=VZ+1.25V。
图(c):
12.24两个恒流源电路分别如题图12.24(a)(b)所示。
(1)求解各电路负载电流IO的表达式;
(2)设输入电压为20V,晶体管饱和压降为3V,b-e间电压数值│VBE│=0.7V;W7805输入端和输出端间的电压最小值为3V;稳压管的稳定电压VZ=5V;R1=R=50Ω。
分别求出两电路负载电阻的最大值。
解:
图(a):
图(b):
设7805公共端流出的电流为IQ,则
12.25开关型直流电源比线性直流电源效率高的原因是什么。
答:
开关型直流电源的调整管工作在开关状态,其功率损耗远小于线性直流电源的调整管的功率损耗。
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