《电工与电子技术基础》第7章直流稳压电源习题解答

1 + cos α 2
2 × 60 2U 0 −1 = − 1 = 0.21 0.45U 2 0.45 × 220
α = 77.70
∵ RL =
U 0 60 = = 6Ω I 0 10 220 2 RL
1 2π
∴
i
T
=
sin ωt =
180 0
110 2 sin ωt (A) 3
1
∴ I T ( eff ) = (
9 U0 = = 15 （mA） R L 600
U DRM = 2 U 2 = 2 × 20 = 28.2 （V）
7.2 有一电压为 110V、负载电阻为 55Ω的直流负载，采用单相桥式整流电路（不带滤 波器）供电。试求变压器副边电压和输出电流的平均值，并计算二极管的电流 ID 和最高反 向电压 UDRM。如改用半波整流电路，重新计算上述各量。 解：采用单相桥式整流电路时 ∵ U 0 = 0.9 U 2 ∴U 2 =
（）解： 1 U2= IO =
UO 90 = = 200 （V） , 0.45 0.45 (A)
U O 90 = =1 RL 90 (A)
I D = IO = 1
（V） U DRM = 2U 2 = 2 × 200 = 282.8
158
（2）解： U2= IO = ID =
U O 90 = = 100 （V） , 0.9 0.9
2 ∫77.70 iTdt ) 2 = (
1 2π
∫
180 0
77.7 0
(110
2 sin ωt ) dt )
2
1ห้องสมุดไป่ตู้2
= 20.7 (A)
U
Te
≥ ( 2～3) 2U 2 = 622～933 （ V）
∴选用整流元件：KP30-7 7.13 有一直流电源，其输出电压 UO=90V，负载电阻 RL=90Ω。 （1）如果采用单相半波整流电路，试计算：变压器副边电压 U2、负载电流 IO、二极管 的电流 ID、二极管最高反向电压 UDRM （2）如果采用单相桥式整流电路，试计算：变压器副边电压 U2、负载电流 IO、二极管 的电流 ID、二极管最高反向电压 UDRM
U O 90 = = 1(A) RL 90
1 I O = 0.5(A) 2 （V） U DRM = 2U 2 = 2 × 100 = 141.4
7.14 有一直流电源，变压器副边电压 U2=200V，负载电阻 RL=90Ω。 （1）如果采用单相半波整流电路，试计算：输出电压 UO、负载电流 IO、二极管的电流 ID、二极管最高反向电压 UDRM （2）如果采用单相桥式整流电路，试计算：输出电压 UO、负载电流 IO、二极管的电流 ID、二极管最高反向电压 UDRM
第7章
直流稳压电源
习题参考答案
7.1 单相半波整流电路如图 7.1 所示。已知负载电阻 RL＝600Ω，变压器副边电压 U2＝ 20V。试求输出电压 UO、电流的平均值 IO 及二极管截止时承受的最大反向电压 UDRM。 解： U 0 = 0.45U 2 = 0.45 × 20 = 9 （V）
I0 =
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7.11 某一电阻性负载，它需要直流电压 UO=0～60V，电流 IO =0～10A。若采用单相半控 桥式整流电路，试计算变压器副边电压 U2、并选用整流元件。 解：∵ U 0 = 0.9 U 2
1 + cos α ，UO=0～60V 2
∴ cos α = 1时 60=0.9 U2
U 2 = 66.66 （V）
I0 = ID =
U 0 198 = = 0.55 （mA） R L 360
1 1 I O = × 0.55 = 0.275(mA) 2 2
U DRM = 2 U 2 = 2 × 220 = 311 （V）
7.5 在单相桥式整流电容滤波电路中，若发生下列情况之一时，对电路正常工作有什么 影响？ ①负载开路；②滤波电容短路；③滤波电容断路；④整流桥中一只二极管断路；⑤整流 桥中一只二极管极性接反。 答：①输出电压等于 2 U 2 且保持不变； ②电容短路将使负载短路，也将电源短路； ③负载得到脉动全波电压； ④电路相当于单相半波整流电容滤波电路； ⑤电源被短路。 7.6 有两只稳压管 VDZ1、 VDZ2， 其稳定电压分别为 8.5V 和 6.5V， 其正向压降均为 0.5V， 输入电压足够大。现欲获得 7V、15V 和 9V 的稳定输出电压 UO，试画出相应的并联型稳压 电路。 解：对两个稳压管采用不同的联接方式就可得到 7V、15V 和 9V 三个稳定的输出电压， 电路如下图所示。
7.7 在题 7.7 图所示单相桥式整流滤波电路中， RL=40Ω,C=1000µF，U=20V。用直流电 压表测两端电压时，出现下述情况，说明哪些是正常的，哪些是不正常的，并指出出现不正
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常情况的原因。 （1）UO=28V； （2）UO=18V； （3）UO=24V； （4）UO=9V。
题 7.7 图 答：①输出电压等于 UO=28V = 2 U 2 是不正常的；不正常情况的原因：RL 断开了。 ②是不正常的；不正常情况的原因：电容 C 断开了。 ③是正常的。 ④是不正常的；不正常情况的原因：电容 C 断开并且至少 1 只二极管断开了。 7.8 某稳压电源如图 7.8 所示，试问： （1）输出电压 UO 的极性如何？（2）电容器 C1 和 C2 的极性如何？（3）如将稳压管 VDZ 接反，后果如何？
U 0 90 = = 100 （V） 0.9 0.9
155
90 = 0.25 (A) 360 1 1 I D = I 0 = × 0.25 = 0.125 (A) 2 2 I0 = U DRM = 2 U 2 = 2 × 100 = 141.2 （V）
7.4 单相桥式整流电路如图 7.4 所示。已知负载电阻 RL＝360Ω，变压器副边电压 U2＝ 220V。试求输出电压 UO、电流的平均值 IO 及二极管的电流 ID 二极管截止和最高反向电压 UDRM。 解： U 0 = 0.9 U 2 = 0.9 × 220 = 198 （V）
U 0 110 = = 122 （V） 0.9 0.9 110 = 2 (A) I0 = 55 1 1 I D = I 0 = × 2 = 1 (A) 2 2
U DRM = 2 U 2 = 2 × 122 = 173 （V）
当采用单相半波整流电路时
U2 =
110 U0 = = 244 （V） 0.45 0.45 110 = 2 (A) I0 = 55
题 7.8 图 ①输出电压 UO 的极性：上负下正 ②电容器 C1 和 C2 的极性：上负下正 ③如将稳压管 VDZ 接反，后果是：稳压管 VDZ 正向导通输出电压 UO=0.7V 7.9 题 7.9 图所示电路是利用集成稳压器外接稳压管的方法来提高输出电压的稳压电 路。若稳压管的稳定电压 UZ=3V，试问该电路的输出电压 UO 是多少？
题 7.9 图 题 7.10 图 答：若稳压管的稳定电压 UZ=3V，该电路的输出电压 UO 是 12V 7.10 题 7.10 图所示电路是利用集成稳压器外接晶体管来扩大输出电流的稳压电路。若 集成稳压器的输出电流 ICW=1A，晶体管的 β =10，IB=0.4A，试问该电路的输出电流 IO 是多 少？ 答：输出电流 IO=ICW+ β ×IB= 1A+10×0.4A=5A
∵
U
Te
(A) ≥ (2～3) 2U 2 = 266.64～283 （V）
IT =
1 IO = 5A 2
∴选用整流元件：KP10-3 7.12 在上题中，如果不用变压器，而将整流电路输入端直接接在 220V 电源上。试计算 电流的有效值，并选用整流元件。 解：∵ U 0 = 0.45U 2 ∴ cos α =
1 I O = 1A 2 U DRM = 2U 2 = 2 × 200 = 282.（ 8 V）
159
1 , （ ）解： （V） U O = 0.45U 2 = 0.45 × 200 = 90 IO = U O 90 = = 1A RL 90
I D = I O = 1A U DRM = 2U 2 = 2 × 200 = 282.（ 8 V） , （2）解： （V） U O = 0.9U 2 = 0.9 × 200 = 180 IO = ID = U O 180 = = 2A 90 RL
I D = I 0 = 2 (A) U DRM = 2 U 2 = 2 × 244 = 346 （V）
7.3 单相桥式整流电路中，不带滤波器，已知负载电阻 R＝360Ω，负载电压 UO＝90V。 试计算变压器副边的电压有效值 U2 和输出电流的平均值，并计算二极管的电流 ID 和最高反 向电压 UDRM。 解：采用单相桥式整流电路时 ∵ U 0 = 0.9 U 2 ∴U 2 =