第9章_直流稳压电源习题解答

第9章 直流稳压电源习题解答

1．如图9.34所示，已知Ω=80L R ，直流电压表V 的读数为110V ，试求：（1）直流电流表A 的读数；（2）整流电流的最大值；（3）交流电压表 V 1 的读数。二极管的正向压降忽略不计。

图 9.34 习题1图

解：图9.34所示为单相半波整流电路。

（1）直流电流表的电流即通过二极管的电流，也是通过负载的电流

A R U I L

o o 38.180

110≈==

为计算方便，调整一下计算顺序。

（2）交流电压表的读数

V U U o 4.24445

.011045

.01≈==

（3）整流电流的最大值 A R U R U I L

L

OM OM 3.480

4.244221≈⨯=

=

=

2．电路参数如图9.35所示，图中标出了变压器副边电压有效值和负载电阻值，若忽略二极管的正向压降和变压器内阻，试求： （1）负载1L R 、2L R 两端的电压1L U 、2

L U

和电流1L I 、2L I （平均值）；

（2）通过整流二极管1D 、2D 、3D 的平均电流和二极管承受的最大反向电压。

D

图9.35 习题2图

解：在图9.35中，含有两个整流电路。 （1）负载上电压和电流的平均值

①变压器副边（90+10）V ，二极管D 1和负载R L1，构成了单相半波整流电路。

V U L 45)1090(45.01=+=

mA R U

I L L L 5.410

10453

1

1

1=⨯=

=

②变压器副边（10+10）V （中间有抽头），二极管D 2、D 3和负载R L2，构成了单相全波整流电路。

V U L 9109.02=⨯=

mA R U I L L L 90100

92

22==

=

（2）二极管的平均电流和最大反向电压 ①单相半波整流

mA I I L D 5.411==

V U

RM 141)1090(21

≈+=

②单相全波整流

mA I I I L D D 45902

121232=⨯=

=

=

V U U RM RM

2.28102232

≈⨯==

3．图9.36所示为一高输入阻抗交流电压表电路，设A 、D 都为理想器件，被测电压t U u i i ωsin 2=

。

（1）当i u 瞬时极性为正时，标出流出表头M 的电流的方向，说明哪几个二极管导通；（2）写出流过表头M 电流的平均值的表达式；（3）表头的满刻度电流为100μA ，要求当V 1=i U 时，表头的指针为满刻度，试求满足此要求的电阻R 值；（4）若将1V 的交流电压表改为1V 的直流电压表，表头指针为满刻度时，电路参数R 应如何改变？

图9.36 习题3图

解：（1）i u 瞬时极性为正时，->u u o ，电流方向是由输出流向输入，D 3、D 1导通，表头M 上的电流是由A 流向B 。 （2）电流平均值：⎰

=

T

M dt t i T

I 0

)(1

由于电桥实现了全波整流，)(t i 周期为)(t u i 的

2

1，因此

⎰

=

π

π

)(1

dt t i I AB M

由于i u u u ==-+ ，于是 R

t u t i i AB )()(=

故 R

U t d R

t

U dt R

t u I i

i i M 9.0)(sin 21

)(1

=

=

=

⎰

⎰

π

π

ωωπ

π

（3）A I M μ100=时，V U i 1= 故 Ω=⨯⨯=

=

-k I U R M

i 910

10019.09.06

（4）改为直流电流表，则 R U I I M =

所以 Ω=⨯=

=-k I U R M

I 1010

1001

6

4．图9.37所示为二倍压整流电路，U U O 22=，试分析之，并标出O U 的极性。

O +

图9.37 习题4图

解：在图9.37所示二倍压整流电路中，电容C 1和C 2的作用是积累充电电荷。

（1）电源电压正半周时，电压加在电容C 1和二极管D 1的串联电路上，形成通路（D 1

导通，D 2截止），向C 1充电，电压可充至U U m 2=

，极性如图所示。

（2）电源电压负半周时，C 1上电压与电源电压相加，向C 2充电（D 2导通，D 1截止），C 2上电压可充至U U m 222=。C 2上电压就是R L 上电压，即U U o 22=，极性如图所示。

5．桥式整流电容滤波电路如图9.38所示，已知交流电频率为50Hz ，负载电阻Ω=120L R ，直流输出电压V 30=O U 。试求：（1）负载上的直流电流；（2）二极管的整

流电流和最大反向电压；（3）选择滤波电容的容量。

O

−

图9.38 习题5图

解：（1）负载上的直流电流

mA R U I L

O O 250120

30===

（2）二极管的平均电流

mA I I O D 1252502

121=⨯=

=

二极管的最大反向电压

V U U U O RM 352

.13022

.122≈⨯

=

⨯

=

=

（3）选择滤波电容的容量

为了得到比较平直的输出电压，可按式（9.3.1）选取滤波电容。

2

5T C R L ⨯

=

即 F fR R T C L

L

μ417120

50252525≈⨯⨯===

所以，可选用容量为F μ470的电容器。

6．图9.39所示为具有RC π型滤波器的桥式整流电路。已知交流电压V 6=U ，若要求负载电压V 6=O U ，负载电流mA 100=

O I ，试计算滤波电阻R 的值。

U O

图9.39 习题6图

解：整流桥将交流电压u 整流，再经电容器C 1滤波，得直流电压U I

V U U I 2.762.12.1=⨯==

电压U I 经R 和R L 分压（C 1和C 2均可看作开路），R 上电压为

V U U U O I R 2.162.7=-=-=

所以 Ω=⨯=

=

-1210

1002.13

O

R I U R