直流稳压电源复习练习题

第7章直流稳压电源复习练习题
一、填空题
1．桥式整流和单相半波整流电路相比，在变压器副边电压相同的条件下，桥式整流电路的输出电压平均值高了一倍；若输出电流相同，就每一整流二极管而言，则桥式整流电路的整流平均电流大了一倍，采用桥式整流电路，脉动系数可以下降很多。

2．在电容滤波和电感滤波中，电感滤波适用于大电流负载，电容滤波的直流输出电压高。

3. 电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。

4. 电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。

5．电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。

6．电容滤波的特点是电路简单，输出电压较高，脉动较小，但是外特性较差，有电流冲击。

7．对于LC滤波器，频率越高，电感越大，滤波效果越好。

8. 对于LC滤波器，频率越高，电感越大，滤波效果越好。

9．对于LC滤波器，频率越高，电感越大，滤波效果越好，但其体积大，而受到限制。

10．集成稳压器W7812输出的是正电压，其值为12伏。

11．集成稳压器W7912输出的是负电压，其值为12伏。

12．单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。

为了克服这些缺点一般采用桥式整流电路。

13．单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。

为了克服这些缺点一般采用全波整流电路。

14．单相半波整流的缺点是只利用了电源的半个周期，同时整流电压的脉动较大。

为了克服这些缺点一般采用全波整流电路。

15.稳压二极管需要串入限流电阻_才能进行正常工作。

16.单相桥式整流电路中，负载电阻为100Ω，输出电压平均值为10V，则流过每个整流二极管的平均电流为_ _A。

17由理想二极管组成的单相桥式整流电路（无滤波电路），其输出电压的平均值为9V，则输入正弦电压有效值应为10V 。

18.单相桥式整流、电容滤波电路如图所示。

已知R L=100 ，U2=12V，估算U0为。

19.单相桥式整流电路（无滤波电路）输出电压的平均值为27V，则变压器副边的电压有效值为30 V。

20.单相桥式整流电路中，流过每只整流二极管的平均电流是负载平均电流的__一半__。

21. 将交流电变为直流电的电路称为整流电路。

22. 单相桥式整流电路变压器次级电压为10V(有效值)，则每个整流二极管所承受的最大反向电压为。

23. 整流滤波电路如题图所示，变压器二次电压的有效值U2=20V，滤波电容C足够大。

则负载上的平均电压U L约为24 V。

24.图示为含有理想二极管组成的电路，当输入电压u的有效值为10V时，输出电压u0平均值为9V 。

二、选择题
1.为得到单向脉动较小的电压，在负载电流较小，且变动不大的情况下，可选用_______。

A
A. RCπ滤波
B. LCπ滤波
C. LC滤波
D. 不用滤波
2. 若桥式整流由两个二极管组成，变压器的副边电压为U2，承受最高反向电压为________。

A
2U B．U2C．2U2
A．
2
3.单相半波整流电路中，负载为500Ω电阻，变压器的副边电压为12V，则负载上电压平均值和二极管所
承受的最高反向电压为________。

A
A. 、17V
B. 、12V
C. 9V、12V
D. 9V、17V
4．稳压管的稳压区是工作在________。

A
A. 反向击穿区
B.反向截止区C．正向导通区
5．在桥式整流电路中，负载流过电流I O，则每只整流管中的电流I D为________。

A
A. I O/2
B. I O C．I O/4
6．整流的目是________。

A
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
7．直流稳压电源中滤波电路的目的是________。

A
A. 将交直流混合量中的交流成分滤掉
B.将高频变为低频
C. 将交流变为直流
9．在单相桥式整流电路中，若D1开路，则输出________。

A
A.变为半波整流波形
B.变为全波整流波形
C.无波形且变压器损坏
D.波形不变
10．稳压二极管构成的并联型稳压电路，其正确的接法是________。

A
A. 限流电阻与稳压二极管串联后，负载电阻再与稳压二极管并联
B.稳压二极管与负载电阻并联
C. 稳压二极管与负载电阻串联
11.欲测单相桥式整流电路的输入电压U i及输出电压U0，应采用的方法是________。

A
A. 用交流电压表测U i，用直流电压表测U0
B.用交流电压表分别测U i及U0
C.用直流电压表测U i，用交流电压表测U0
D. 用直流电压表分别测U i及U0
12. 在单相桥式整流（无滤波时）电路中，输出电压的平均值U O与变压器副边电压有效值U2应满足
关系。

A
A. U0= = C. U0= =
13. 在单相半波整流（无滤波时）电路中，输出电压的平均值U O与变压器副边电压有效值U2应满足关系。

A
= = = =
14. 在单相桥式整流（有滤波时）电路中，输出电压的平均值U O与变压器副边电压有效值U2应满足关系。

A
A. U0= = = D. U0=
15. 在单相半波整流（有滤波时）电路中，输出电压的平均值U O与变压器副边电压有效值U2应满足关系。

A
A. U0= = = D. U0=
16.在图示的二极管电路中，二极管D1导通；D2截止；二极管正向导通时U D＝0V。

ＵAB为__ __V。

A
A. 0 C. 15
17. 在单相桥式整流电路中，如果电源变压器二次侧电压为100V，则负载电压将是_ ___。

A
A. 90V
B. 45V
C. 100V
18. 在单相半波整流电路中，如果电源变压器二次侧电压为100V，则负载电压将是_ ___。

A
A. 45V
B. 90V
C. 100V
19. 适宜在低频工作的二极管是________。

A
A.面接触二极管
B.点接触二极管
C.随便哪种均可。

20.适合在高频工作的二极管是________。

A
A.点触型二极管；
B.面触型二极管；
C.随便哪种均可。

21. 在图示电路中，U Z1=2V，U Z2=5V，正向导通时U D＝，其输出电压为________V。

A
A. 7
B.
C.
D.
22. 在图示电路中，U Z1=2V，U Z2=5V，正向导通时U D＝，其输出电压为________V。

A
A. B. 7 C. D.
27. 在图示电路中，U Z1=2V，U Z2=5V，正向导通时U D＝，其输出电压为________V。

A
A. B. 7 C. D.
28.稳压管的正常工作区域就是它的反向击穿区，在这个区域里电流幅度变化很大，而电压变化______。

A
A.很小
B.很大
C.不会变
D.不定
29．电路如图所示，二极管正向导通时U D＝0V，输出的电压应为：________V。

A
A. B. C. D. 12
30.图示电路中，稳压管的稳压值为U Z1=2V，U Z2=5V，稳压管正向导通时U D＝0V，则输出电压U为_____。

A
A. 2
B. 7
C. 5
D.
31.图示电路中，稳压管的稳压值为U Z1=2V，U Z2=5V，稳压管正向导通时U D＝0V，则输出电压U为_____。

A
A. B. 7 C. 5 D. 2
32.图示电路中，稳压管的稳压值为U Z1=2V，U Z2=5V，稳压管正向导通时U D＝0V，则输出电压U为_____。

A
A. B. 7 C. 5 D. 2
33.图示电路中，稳压管的稳压值为U Z1=2V ，U Z2=5V ，稳压管正向导通时U D ＝0V ，则输出电压U 为______。

A
A. C. D. 7
三、计算题
1.已知负载电阻 R L = 80 ，负载电压 U O = 110 V 。

今采用单相桥式整流电路，交流电源电压为 220 V 。

试计算变压器付边电压U 2、负载电流和二极管电流I D 及最高反向电压U DRM 。

解：
(1)负载电流4.180
110
===
L O R U I （A ） 每个二极管通过的平均电流7.02
1
==
O D I I （A ） 变压器二次侧电压的有效值为：1229
.0110
9.02===O U U （V ）
5.172122222=⨯==U U DRM （V ）
2.有两只稳压管D Z1、D Z2，其稳定电压分别为和，其正向压降均为，输入电压足够大。

现欲获得7V 、15V 和9V 的稳定输出电压U O ，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。

3.有一直流电源，其输出电压为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I D 和最高反向电压U DRM 。

解：采用单相桥式整流电路时
∵U U 209.0=
∴1229.0110
9.002===
U U （V ） 2551100==I (A)
122
1210
=⨯==I I D (A) 173122222=⨯==U U DRM （V ）
4．有一直流电源，其输出电压为110V 、负载电阻为55Ω的直流负载，采用单相半波整流电路（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I D 和最高反向电压U DRM 。

解：当采用单相半波整流电路时
24445.011045.00
2===
U U （V ） 255
110
0==I (A)
20==I I D (A)
346244222=⨯==U U DRM （V ）
5.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U O ＝90V 。

试计算变压器副边的电压有效值U 2和输出电流的平均值，并计算二极管的电流I D 和最高反向电压U DRM 。

解：采用单相桥式整流电路时
∵U U 209.0=
∴1009.090
9.002===
U U （V ） 25.036090
0==I (A)
125.025.02
1210
=⨯==I I D (A) 2.141100222=⨯==U U DRM （V ）
6.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U 22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路； ⑤电源被短路。

7. 设一半波整流电路和一桥式整流电路的输出电压平均值和所带负载大小完全相同，均不加滤波，试问两个整流电路中整流二极管的电流平均值和最高反向电压是否相同
分析 整流二极管的电流平均值直接与输出电流平均值有关，而最高反向电压直接与整流变压器副边电压有关。

解：
（1）半波整流电路流过整流二极管的平均电流为o D I I =，桥式整流电路流过整流二极管的平均电流为o D 5.0I I =，由于两个整流电路的输出电压平均值和所带负载大小完全相同，故它们的输出电流平均值大小也相同，所以，两个整流电路中整流二极管的电流平均值不同。

（2）两个整流电路中整流二极管的最高反向电压相同，均为整流变压器副边电压有效值的2倍，即2DRM 2U U =。

8.欲得到输出直流电压50o =U V ，直流电流160o =I mA 的电源，问应采用哪种整流电路画出电路图，计算电源变压器付边电压U 2，并计算二极管的平均电流I D 和承受的最高反向电压U DRM 。

分析：在各种单相整流电路中，半波整流电路的输出电压相对较低，且脉动大；两管全波整流电路则需要变压器的副边绕组具有中心抽头，且两个整流二极管承受的最高反向电压相对较大，所以这两种电路应用较少。

桥式整流电路的优点是输出电压高，电压脉动较小，整流二极管所承受的最高反向电压较低，同时因整流变压器在正负半周内都有电流供给负载，整流变压器得到了充分的利用，效率较高，因此单相桥式整流电路在半导体整流电路的应用最为广泛。

解：应采用桥式整流电路，如下图所示。

+u o -
单相桥式整流电路
变压器副边电压有效值为：
6.559
.050
0.9o 2===
U U （V ） 流过整流二极管的平均电流为：
801602
1
21o D =⨯==
I I （mA ） 整流二极管承受的最高反向电压为：
6.786.55222DRM =⨯==U U （V ）
9.在如图所示的电路中，已知8L =R k Ω，直流电压表V 2的读数为110V ，二极管的正向压降忽略不
计，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。

分析 直流电压表V 2的读数即为输出直流电压U o ，直流电流表A 的读数即为输出直流电流I o ，交流电压表V 1的读数即为变压器副边电压有效值U 2，而整流电流的最大值可由其与输出直流电流I o 的关系求出。

解 （1）直流电压表V 2的读数即为输出直流电压U o ，直流电流表A 的读数即为输出直流电流I o ，所以：
75.138
110L o o ===R U I （mA ）
（2）因为整流电流的平均值（即输出直流电流I o ）为：
π
ωωππ
om 0
om o )(d sin 21I t t I I ==⎰ 所以，整流电流的最大值为：
2.4375.13o om =⨯==ππI I （mA ）
（3）交流电压表V 1的读数即为变压器副边电压有效值，为：
4.24445
.01100.45o 2===U U （V ）
10.在如图所示的电路中，变压器副边电压最大值U 2M 大于电池电压U GB ，试画出u o 及i o 的波形。

+u o -
分析 本题电路是单相桥式整流电路，不过负载不是电阻，而是理想直流电压源和电阻串联的组合，分析依据仍然是看哪个二极管承受正向电压，决定其是否导通。

解 当u 2的极性为上正下负且GB 2U u >时，二极管VD 1、VD 3因承受正向电压而导通，VD 2、VD 4因承受反向电压而截止，忽略二极管的正向压降，则输出电压u o 等于变压器副边电压u 2，即2o u u =，
输出电流L
GB
2L GB o o R U u R U u i -=-=。

当u
2的极性为上正下负且GB 2U u <，以及u 2的极性为上负下正时，4个二极管均因承受反向电压而截止，忽略二极管的反向电流，则输出电流0o =i ，输出电压GB o U u =。

根据以上分析，可画出u 2、u o 及i o 的波形，如图所示。

+
u o -
t
t
t
11. 在如图所示的桥式整流电容滤波电路中，202=U V ，40L =R Ω，1000=C μF ，试问： （1）正常时U o 为多大
（2）如果测得U o 为：①18o =U V ；②28o =U V ；③9o =U V ；④24o =U V 。

电路分别处于何种状态 （3）如果电路中有一个二极管出现下列情况：①开路；②短路；③接反。

电路分别处于何种状态是否会给电路带来什么危害
+u o -
分析 单相桥式整流电容滤波电路正常工作时2o 2.1U U =，负载电阻R L 开路时2o 2U U =，滤波电容C 开路时2o 9.0U U =。

单相半波整流电容滤波电路正常工作时2o U U =，负载电阻R L 开路时2o 2U U =，滤波电容C 开路时2o 45.0U U =。

解 （1）正常时U o 的值为：
24202.12.12o =⨯==U U （V ）
（2）2o 9.0V 18U U ==，这时电路中的滤波电容开路；2o 2V 28U U ==，这时电路中的负载电阻R L 开路；2o 45.0V 9U U ==，这时电路中有1~3个二极管和滤波电容同时开路，成为半波整流电路；2o 2.1V 24U U ==，这时电路处于正常工作状态。

（3）当有一个二极管开路时，电路成为半波整流电容滤波电路。

当有一个二极管短路或有一个二极管接反时，则会出现短路现象，会烧坏整流变压器和某些二极管。

12. 电容滤波和电感滤波电路的特性有什么区别各适用于什么场合
解 电容滤波电路成本低，输出电压平均值较高，但输出电压在负载变化时波动较大，二极管导通时间短，电流峰值大，容易损坏二极管，适用于负载电流较小且负载变化不大的场合。

电感滤波电路输出电压较低，峰值电流很小，输出特性较平坦，负载改变时，对输出电压的影响也较小，但制作复杂、体积大、笨重，制作成本高，存在电磁干扰，适用于负载电压较低、电流较大以及负载变化较大的场合。

18. 单相桥式整流、电容滤波电路，已知交流电源频率50=f Hz ，要求输出直流电压为30o =U V ，输出直流电流为150o =I mA ，试选择二极管及滤波电容。

分析 选择二极管需计算二极管的平均电流I D 和承受的最高反向电压U RM ，选择滤波电容需计算电容C 的值及其耐压值。

解 流过整流二极管的平均电流为：
751502
1
21o D =⨯==I I （mA ）
变压器副边电压有效值为：
252
.1301.2o 2===U U （V ）
整流二极管承受的最高反向电压为：
3.3525222RDM =⨯==U U （V ）
负载电阻R L 为：
20015
.030
o o L ===
I U R （Ω） 取：
05.050
21521525L =⨯⨯=⨯=⨯
==f T C R τ（s ） 则电容C 的值为：
025F 10250200
05
.06L
=⨯==
=
-R C τ
（μF ） 其耐压应大于变压器副边电压u 2的最大值3.3525222=⨯=U V 。

13. 根据稳压管稳压电路和串联型稳压电路的特点，试分析这两种电路各适用于什么场合
解：稳压管稳压电路结构简单，但受稳压管最大稳定电流的限制，负载电流不能太大，输出电压不可调且稳定性不够理想，适用于要求不高且输出功率较小的场合。

串联型稳压电路采用电压负反馈来使输出电压得到稳定，输出电压稳定性高且连续可调，脉动较小，调整方便，适用于要求较高且输出功率较大的场合。

14. 如图所示的桥式整流电路中，设t U u ωsin 222=V ，试分别画出下列情况下输出电压u AB 的波形。

（1）S 1、S 2、S 3打开，S 4闭合。

（2）S 1、S 2闭合，S 3、S 4打开。

（3）S 1、S 4闭合，S 2、S 3打开。

（4）S 1、S 2、S 4闭合，S 3打开。

（5）S 1、S 2、S 3、S 4全部闭合。

AB
分析 在各种不同的情况下，电路的结构和完成的功能不同。

需仔细分析不同情况下的电路结构，才能了解电路所完成的功能，从而画出输出电压u AB 的波形。

解 （1）S 1、S 2、S 3打开而S 4闭合时电路为半波整流电路，且只有在u 2的极性为上负下正即02<u 时，才有电流由A 至B 流过负载电阻R L ，输出电压u AB 的波形如图（a ）所示。

（2）S 1、S 2闭合而S 3、S 4打开时电路为桥式整流电容滤波电路，由于负载电阻R L 开路，所以输出电压u AB 的波形如图（b ）所示。

（3）S 1、
S 4闭合而S 2、S 3打开时电路为桥式整流电路，输出电压u AB 的波形如图（c
）所示。

（4）S 1、S 2、S 4闭合，S 3打开时电路为桥式整流电容滤波电路，输出电压u AB 的波形如图（d ）所示。

（5）S 1、S 2、S 3、S 4全部闭合时u 2经桥式整流、电容滤波、稳压电路稳压后输出，输出电压u AB 的波形如图（e ）所示。

t
t
（a ）
（b ）
t
t
（c ） （d ）
t
（e ）
15. 电路如图所示，已知4Z =U V ，321==R R k Ω，电位器10P =R k Ω，问：
（1）输出电压U o 的最大值、最小值各为多少
（2）要求输出电压可在6V 到12V 之间调节，问R 1、R 2、R P 之间应满足什么条件
分析 串联型稳压电路的输出电压为Z U R R R U b
b
a
o +=，式中P 21b a R R R R R ++=+，2b R R =时输出电压U o 最大，P 2b R R R +=时输出电压U o 最小。

解 （1）输出电压U o 的最大值和最小值分别为：
3.2143
10
332P 21omax =⨯++=++=Z U R R R R U （V ）
9.4410
310
33P 2P 21omin =⨯+++=+++=
Z U R R R R R U （V ）
（2）要求输出电压可在6V 到12V 之间调节，即有：
122
P
21omax =++=Z U R R R R U
6P
2P
21omin =+++=Z U R R R R R U
联立以上两式求解，得：
P 21R R R ==
I o
16. 试设计一台直流稳压电源，其输入为220 V 、50 Hz 交流电源，输出直流电压为+12 V ，最大输出电流为500mA ，试采用桥式整流电路和三端集成稳压器构成，并加有电容滤波电路（设三端稳压器的压差为5V ），要求： （1）画出电路图。

（2）确定电源变压器的变比，整流二极管、滤波电容器的参数，三端稳压器的型号。

分析 单相桥式整流电容滤波电路输出电压平均值2o 2.1U U =，每个二极管承受的最高反向电压2DRM 2U U =，通过每个二极管的电流平均值o
D 5.0I I =。

解 （1）由于采用桥式整流、电容滤波和三端集成稳压器来构成该台直流稳压电源，所以电路图如图所示，图中电容33.03=C μF ，14=C μF 。

+
U o -
（2）由于输出直流电压为+12 V ，所以三端集成稳压器选用W7812型。

由于三端稳压器的压差为5V ，所以桥式整流并经电容滤波的电压为：
175o i =+=U U （V ） 变压器副边电压有效值为：
17.142
.117
1.2i 2===
U U （V ） 变压器的变比为：
5.1517
.14220
21===
U U k （V ） 流过整流二极管的平均电流为：
2505002
1
21o D =⨯==
I I （mA ） 整流二极管承受的最高反向电压为：
2017.14222RDM =⨯==U U （V ）
负载电阻R L 为：
245
.012
o o L ===
I U R （Ω） 取：
05.050
21521525L =⨯⨯=⨯=⨯
==f T C R τ（s ） 则电容C 的值为：
2000F 102083200
05
.06L ≈⨯==
=
-R C τ
（μF ）
取100021==C C μF ，连接如图中所示。

其耐压应大于变压器副边电压u 2的最大值2017.14222=⨯=U V 。

17、有一单相桥式整流电路如图所示，其负载电阻ＲL ＝180Ω，变压器副边电压为Ｕ2=20Ｖ，试求负载 电压ＵL ，负载电流ＩL ，及每个二极管通过的ＩD 和ＵDRm 。

解： ＵL =Ｕ2 =18（V ）
ＩL =18/180=（Ａ）
ＵDRm =2Ｕ2=2×20=(Ｖ)
ＩD ＝
2
1
ＩL =(Ａ)
18、已知ＲL =10Ω，现需要一直流电压ＵL ＝9Ｖ的电源供电，如果采用单相半波整流电路，试计算变压器副边电压Ｕ2、通过二极管的电流ＩD 和二极管承受的最高反向电压ＵDRm 。

解：在半波整流电路中，U O =
2045
.09
45.02===
O U U (V) (3分)9.0109==
==L O O D R U I I (A) 28.2820222=⨯==U U DRM
19、有一单相半波整流电路如图所示，其负载电阻ＲL ＝90Ω，变压器付边电压为Ｕ2=20Ｖ，试求负
载电压ＵL ，负载电流ＩL 及每个二极管通过的ＩD 和ＵDRm 。

解：ＵL=Ｕ2 =9（V）
ＩL=9/90=（Ａ）
ＵDRm=2Ｕ2=2×20=(Ｖ)
ＩD＝ＩL=(Ａ)
20、已知ＲL=45Ω，现需要一直流电压ＵL＝90Ｖ的电源供电，如果采用单相桥式整流电路，试计算变压器付边电压Ｕ2、通过二极管的电流ＩD和二极管承受的最高反向电压ＵDRM。

解：ＩO=90/45=2（Ａ）
ＵL=Ｕ2
则Ｕ2=90/=100（Ｖ）
ＵDRm=2Ｕ2=2×100=(Ｖ)
ＩD＝ＩL/2=1(Ａ)。