第10章 直流电源习题解答

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

558

559

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2

RM 2U U =

，二极管正向平均电流

L

2

O D 45.02R U I I ==

，这里的U 2是变压器二次电压有效值。

解：(1) 变压器二次电压有效值U 2=U o /0.9=10V (2) 整流二极管最大反向峰值电压U RM V

V U 14.1410414.122=⨯==

(3) 流过二极管正向平均电流I D =0.5I o =0.5A

10.5 在如图10.2.2所示电路中，已知变压器二次电压有效值U 2＝10V ，试问： (1)当电路正常工作时，求U A 、U B 和U O ； (2)如果VD 1开路，求U O ；

(3)如果测得U O 分别为下列数字，可能出了什么故障？ A ．U O =9V ； B. U O =14V ； C. U O =4.5V

560

图10.2.2 题10.5图

分析方法：整流电容滤波电路的主要参数如表所示

整流电容滤波电路的主要参数

解：(1)s C R L 08.0=

S

T 01.02

=,满足2

)

53(T C R L -≥条件，所以

V

U U U U O B A 122.12====

(2) 如果VD1开路，电路为半波整流滤波电路，V U U O 102==

(3)A ．U O =9V ，V U U O 99.02=⨯=,所以电容C 开路

B. U O =14V ，V U U O 144.12==，R L 开路

C. U O =4.5V ，V U U O 5.445.02==，C 开路，至少有一个二极管开路。 10.7 在如图10.2.3所示稳压电路中，已知：稳压管的最小稳定电流I Zmin ＝5mA ，最大耗散功率P ZM ＝300mW ；R L 的变化范围是500Ω～2k Ω；其余参数如图中所标注，

U I 的波动范围是±10％。求解限流电阻R 的取值范围。

561

图10.2.3 题10.7图

分析方法：R 的选择必须满足两个条件：

(1)流过稳压管的最小电流应大于稳压管的最小稳定电流I Zmin ； (2)流过稳压管的最大电流应小于稳压管的最大稳定电流I Zmax 。

设电网电压最高时的整流滤波输出电压为U Imax ，最低时为U Imin ；负载电流的最大值I Lmax ，最小值I Lmin ，稳压电阻的计算如下。1. 当电网电压最小，负载电流最大时，流过稳压管的电流I Z 最小，此时I Z 不应小于I Zmin ，即

Zmin

Lmax Im I I R

U U Z

in >--

得

Lmax

Zmin Z Imin I I U U R +-<

2. 当电网电压最大，负载电流最小时，流过稳压管的电流I Z 最大，此时I Z 不应大于I Zmax ，即

Zmax

Lmin Im I I R

U U Z

ax <--

得

Lmin

Zmax Z Imax I I U U R +->

解：1．求R max mA

18500

9Lmin

Z max L ==

=

R U I

Ω≈+-⨯=

+-=

548)185()9249.0(9.0Lmax

Zmin Z I max mA

V I I U U R

562

2．求R min

mA

3.339300Z ZM Zmax ≈==

U P I

mA

5.42

9Lmax

Z min L ===

R U I

Ω=+-⨯=

+-=

4605

.43.339241.11.1Lmin

Zmax Z I min I I U U R

限流电阻R 的取值范围 460Ω

10.9 在如图10.2.4所示串联型稳压电源中，已知稳压管VD Z 的稳定电压U Z

＝5.3V ，晶体管的U BE =0.7V 。

(1)当R p 的滑动端在最下端时U O ＝15V ，求解R p 的值； (2)当R p 的滑动端在最上端时求解U O 的值。

图10.2.4 题10.9图

由于是由三极管组成的比较放大电路，应考虑U BE 的影响。

BE Z 2

p 12'

U U U R R R R R U

O p f

+=+++=

解：根据

()()BE Z 2

2

p 1O BE Z 2

p 2

p 1U U R R R R U U U R R R R R +++≤≤++++

(1)Ω=100p R (2)V 10O =U