第10章 直流稳压电源
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科目:模拟电子技术题型:填空题章节:第十章 直流电源难度:全部-----------------------------------------------------------------------1. 稳压电路的主要作用是 稳定输出电压 。
2. 在直流电源中,在变压器副边电压相同的条件下,若希望二极管承受的反向电压较小,而输出直流电压较高,则应采用 倍压 整流电路。
3. 在直流电源中,负载电流若为200mA ,则宜采用 电容 滤波电路。
4. 在负载电流较小的电子设备中,为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压,则可采用 硅稳压或硅二极管 稳压电路或集成稳压电路。
5. 为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况,且要求输出电压可以调节,则可采用 串联 晶体管稳压电路或可调的集成稳压器电路。
6. 在电容滤波和电感滤波二者之中, 电感 滤波选用大电流负载。
7. 在电容滤波和电感滤波二者之中, 电容 滤波的直流输出电压高。
8. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时,调整管处于 放大 工作状态。
9. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时,若要求输出电压为18V ,调整管压降为6V ,整流电路采用电容滤波,则电源变压器次级电压有效值应为 20 V 。
10. 单相桥式整流电路,变压器的副边电压是U 2,则输出电压的平均值 U 0 = 0.9 U 2 。
11. 单相桥式整流电路,变压器的副边电压是U 2,加入电容滤波器后,则输出电压的平均值 U 0 = 1.2U 2 。
12. 小功率直流电源一般由电源变压器、 整流 、滤波、稳压四部分组成。
13. 直流电源能将电量变为直流电量,实质上是一种 能量 转换电路。
14. 单相半波整流电路和桥式整流电路相比,在变压器次级电压相同条件下, 桥式整流 电路的输出电压平均值高了一倍。
15. 若变压器次级电压有效值为U 2,每个整流管的反向峰值电压记作U RM ,则半波整流电路的U RM = 22U 。
第10章直流电源10.1教学基本要求10.1.1 基本要求(1)掌握单相桥式整流电路的工作原理和主要参数计算,了解单相半波整流电路的工作原理、主要参数计算及二极管的选择(2)掌握电容滤波电路的工作原理和主要参数计算,滤波电容的选择原则,了解电感滤波电路及其它形式的滤波电路的特点及各种滤波器的性能比较(3)理解硅稳压管稳压电路的工作原理,稳压系数和输出电阻的估算,稳压电路中限流电阻R的选择(4)掌握串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算,掌握三端固定式输出集成稳压器及其应用,了解三端可调输出集成稳压器及其应用(5)了解开关稳压电路的工作原理及集成开关稳压器及其应用10.1.2 重点难点及考点(1)本章重点单相桥式整流电路的工作原理和主要参数计算,电容滤波电路的工作原理和主要参数计算,串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算,三端固定式输出集成稳压器及其应用。
(2)本章难点电容滤波电路的工作原理和主要参数计算,串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算。
(3)本章主要考点单相桥式整流电路的工作原理,输出直流电压与输入交流电压有效值间的关系,二极管的选择。
电容滤波电路的主要参数计算,滤波电容的选择。
串联型直558559流稳压电路的组成、工作原理及参数计算。
三端固定式输出集成稳压器及其应用。
1.2典型题型精解10.2 单相桥式整流电路如图10.2.1所示,若输出直流电压U O =9V ,输出直流电流I O =1A ,试求:(1) 变压器二次电压有效值U 2; (2) 整流二极管最大反向峰值电压U RM ; (3) 流过二极管正向平均电流I D 。
图10.2.1 题10.2图分析方法:单相桥式整流电路的输出电压的平均值(输出直流电压)2O 9.0U U =,二极管最大反向峰值电压2RM 2U U =,二极管正向平均电流L2O D 45.02R U I I ==,这里的U 2是变压器二次电压有效值。
第10章 直流稳压电源 测试题 班 学号 姓名: 得分: 第一题 单项选择题(每题2分)1.若要求输出电压V U o 9=,则应选用的三端稳压器为( )。
(A )W7809 (B )W7909 (C )W7912 (D )W7812 2.若要求输出电压V U o 18-=,则应选用的三端稳压器为( )。
(A )W7812 (B )W7818 (C )W7912 (D )W7918 3.直流稳压电源滤波电路中,滤波电路应选用( )滤波器。
(A )高通 (B )低通 (C )带通 (D )带阻4.若单相桥式整流电容滤波电路中,变压器副边电压为有效值为10V ,则正常工作时输出电压平均值)(AV O U 可能的数值为( )。
(A )4.5V (B )9V (C )12V (D )14V 5.在单相桥式整流电容滤波电路中,若有一只整流管接反,则( )。
(A )变为半波整流 (B )并接在整流输出两端的电容C 将过压击穿 (C )输出电压约为2U D (D )整流管将因电流过大而烧坏6.关于串联型直流稳压电路,带放大环节的串联型稳压电路的放大环节放大的是( )。
(A )基准电压 (B )取样电压(C )取样电压与滤波电路输出电压之差 (D )基准电压与取样电压之差 7.集成三端稳压器CW7815的输出电压为( )。
(A )V 15 (B )V 15- (C )V 5 (D )V 5- 8.变压器副边电压有效值为40V ,整流二极管承受的最高反向电压为( )。
(A )20V (B )40V (C )56.6V (D )80V9.用一只直流电压表测量一只接在电路中的稳压二极管的电压,读数只有0.7伏,这表明该稳压管( )。
(A )工作正常 (B )接反 (C )已经击穿 (D )无法判断 10.直流稳压电源中滤波电路的目的是( )。
(A )将交流变为直流 (B )将交直流混合量中的交流成分滤掉 (C )将高频变为低频 (D )将高压变为低压11.若单相桥式整流电容滤波电路中,变压器副边电压为有效值为10V ,则正常工作时输出电压平均值U O (A V)可能的数值为( )。
10.1判断下列说法是否正确,用“√”“×”表示判断结果填入空内。
(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,它将交流能量转换为直流能量。
()(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U2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
2U。
()
2
(5)当输入电压U I和负载电流I L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。
()
解:(1)×(2)√(3)√×(4)√(5)×
(6)√
10.3选择合适答案填入空内。
(1)整流的目的是。
A. 将交流变为直流
B. 将高频变为低频
C. 将正弦波变为方波
(2)在单相桥式整流电路中,若有一只整流管接反,则。
A. 输出电压约为2U D
B. 变为半波直流
C. 整流管将因电流过大而烧坏
(3)直流稳压电源中滤波电路的目的是。
A. 将交流变为直流
B. 将高频变为低频
C. 将交、直流混合量中的交流成分滤掉
(4)滤波电路应选用。
高通滤波电路 B. 低通滤波电路 C. 带通滤波电路
解:(1)A (2)C (3)C (4)B
10.4 选择合适答案填入空内。
(1)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。
A. 电容滤波稳压管稳压电路
B. 电感滤波稳压管稳压电路
C. 电容滤波串联型稳压电路
D. 电感滤波串联型稳压电路
(2)串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是。
A. 基准电压
B. 采样电压
C. 基准电压与采样电压之差
(3)开关型直流电源比线性直流电源效率高的原因是。
A. 调整管工作在开关状态
B. 输出端有LC滤波电路
C. 可以不用电源变压器
(4)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。
A. 周期不变,占空比增大
B. 频率增大,占空比不变
C. 在一个周期内,高电平时间不变,周期增大
解:(1)D (2)C (3)A (4)A
10.7 电路图10.7所示。
(1)分别标出u O 1和u O 2对地的极性;
(2)u O 1、u O 2分别是半波整流还是全波整流?
(3)当U 21=U 22=20V 时,U O 1(A V )和U O 2(A V )各为多少?
(4)当U 21=18V ,U 22=22V 时,画出u O 1、u O 2的波形;并求出U O 1(A V )和U O 2(A V )各为多少?
图10.7
解:(1)均为上“+”、下“-”。
(2)均为全波整流。
(3) U O 1(AV )和U O 2(A V )为
U O 1(A V )=-U O 2(A V )≈0.9U 21=0.9U 22=18V (4)u O 1、u O 2的波形如解图10.7所示。
它们的平均值为 U O 1(A V )=-U O 2(A V )≈0.45U 21+0.45U 22=18V
解图10.7
10.8 分别判断图10.8所示各电路能否作为滤波电路,简述理由。
图10.8
解:图(a )、(b )所示电路可用于滤波,图(c )所示电路不能用于滤波。
因为电感对直流分量的电抗很小、对交流分量的电抗很大,所以在滤波电路中应将电感串联在整流电路的输出和负载之间。
因为电容对直流分量的电抗很大、对交流分量的电抗很小,所以在滤波电路中应将电容并联在整流电路的输出或负载上。
10.10在图10.10所示稳压电路中,已知稳压管的稳定电压U Z 为6V ,最小稳定电流I Z mi n 为5m A ,最大稳定电流I Z ma x 为40m A ;输入电压U I 为15V ,波动范围为±10%;限流电阻R 为200Ω。
图10.10
(1)电路是否能空载?为什么?
(2)作为稳压电路的指标,负载电流I L 的范围为多少? 解:(1)由于空载时稳压管流过的最大电流
mA
40mA 5.52max Z Z
ax Im max max D Z ==-=
=I R
U U I I R >
所以电路不能空载。
(2)根据max L Imin min D Z I R
U U I Z
--=
,负载电流的最大值
mA 5.32min
D
Imin max L Z
=--=
I R
U U I Z
根据m i n L I m a x m a x D Z I R
U U I Z
--=
,负载电流的最小值
mA 5.12max
D
Imax min L Z
=--=
I R
U U I Z
所以,负载电流的范围为12.5~32.5m A 。
10.16 在图P10.16所示电路中,R 1=240Ω,R 2=3k Ω;W 117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U R 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:(1)输出电压的调节范围 V 9.1625.1)1(REF 1
2O ~=+
≈U R R U
(2)输入电压取值范围
V
25.41 V 20m ax 12Om in Im ax m in 12m ax O Im in ≈+=≈+=U U U U U U
10.18 两个恒流源电路分别如图10.18(a )(b )所示。
(1)求解各电路负载电流的表达式;
(2)设输入电压为20V , 晶体管饱和压降为3V , b-e 间电压数值│U BE │=0.7V ;W 7805输入端和输出端间的电压最小值为3V ;稳压管的稳定电压U Z =5V ;R 1=R =50Ω。
分别求出两电路负载电阻的最大值。
图10.18
解:(1)设图10.18(b )中W7805的输出电压为‘
O U 。
图示两个电路输出电流的表达式分别为 R
U I R U U I '
O O 1
EB
Z O )b ( )a (=
-=
(2)两个电路输出电压的最大值、输出电流和负载电阻的最大值分别为
图10.16
170 mA 100 V 17 )b (143 mA 86 V 3.12)()( )a (O
Omax
Lmax O 12I Omax O
Omax
Lmax O CES EB Z I Omax Ω
====-=Ω
≈=
==----=I U R I U U U I U R I U U U U U
10.19 直流稳压电路如图10.19所示,已知三端集成稳压器7805的静态电流I Q =8m A ,晶体管T 的β=50,U BE =-0.7V 输入电压U i =16V ,求输出电压U O 。
图10.20
解:集成稳压器7805输出电压U Z =5V , R 1两端电压
R 2两端电压
10.20 串联反馈型稳压电路如图10.20所示。
⑴ 标出运放A 的同相端及反相端
⑵ 当稳压管D Z 的U Z =6V ,U i =10V 时,计算输出电压Uo 的调节范围
图10.20
解:⑴A为负反馈放大器,故为反相型。
即A上面指向R W2的为反相输入端,下面接R W1的为同相输入端。
⑵先看R W1调节Uo的范围
当R W1动臂调至最下端时,U o mi n=0
当R W1动臂调至最上端时,
故Uo的调节范围为0-—3V
再看R W2
当R W2调至最下端时,Uo达最大
当R W2调至最上端时,Uo调至最小
当U+mi n=0时,显然U O mi n=0
当U+mi n=3V时,U o ma x=2U+=2*3=6V.
故U O的调节范围为(0,6V)。