11 直流电源
自我检测题
一．选择和填空
1. 已知电源变压器次级电压有效值为10V，其内阻和二极管的正向电阻可忽略不计，整流电路后无滤波电路。若采用半波整流电路，则输出电压平均值VO(AV)? C （A．12V B．9V C．4.5V）；若采用桥式整流电路，则输出电压平均值VO(AV)? B （A．12V B．9V C．4.5V）；半波整流电路输出电压的交流分量 A 桥式整流电路输出电压的交流分量（A．大于 B．等于 C．小于）；半波整流电路中二极管所承受的最大反向电压 B 桥式整流电路中二极管所承受的最大反向电压（A．大于 B．等于 C．小于）。
2.在如图选择题2所示的两电路中，已知：它们的输出电压的平均值相等，即VO1(AV)= VO2(AV) ?9V；变压器的内阻及二极管的正向电阻均可忽略不计。图（a）中变压器次级电压有效值V2? 20 V；图（b）中变压器次级电压有效值V21= V22 ? 10 V。
Dv21v22D2D1~220V50Hzv2RLvO1~220V50HzRLvO2( a )( b )
图选择题2
3.所示电路中，VI（平均值）? B （A．28V B．24V C．18V）；D1～D4流过的电流平均值? C （A．60mA B．80mA C．45mA）；考虑到电网电压波动范围为?10％，D1～D4所承受的最大反向电压? A （A．31V B．28V C．62V）；若稳压管DZ的最小稳定电流IZmin＝5mA，最大稳定电流IZmax＝25mA，则负载电流IL有可能达到的最大变化范围＝ B （A．5mA B．20mA C．25mA）。
D1~D4R200?IL~220V50HzV2 = 20VVIC DZ200?FRL60mAVO= 6V
图选择题3
4．在整流电路中接入滤波电容后，其输出电压的平均值将 A （ A．升高 B．不变 C．减小）；这时，二极管的导通角?将 C （A．增大 B．不变 C．减小）。
5. 分析如图选择题5所示电路：电容C1上电压的极性是左 负 右 正 ，C2上电压
的极性是左 负 右 正 ；C1上电压平均值? 28.4V ；输出电压vO平均值? 56.8V ；二极管D1承受的最高反向电压VRM1? 56.8V ；D2承受的最高反向电压VRM2? 56.8V 。
vOC2~220V50Hz20V(有效值)D1D2C1
图选择题5
6．在图选择题6所示稳压电路中，稳压管的稳定电压VZ＝6V，最小稳定电流IZmin＝5mA，
最大稳定电流IZmax＝35mA，正向导通电压VD＝0.7V；VI＝20V。当R＝RL＝1k?时，VO＝ C ；当R＝RL＝3k?且DZ开路时，VO＝ D ；当R＝3k?且VDZ接反时，VO＝ A ；当R＝3k?且RL＝1k?时，VO＝ B 。
（A. 0.7V B. 5V C. 6V D. 10V）
RIRVIIZDZILRLVO
图选择题6
二．判断题（正确的在括号内画√，错误的画×）
1．在变压器副边电压和负载电阻相同的情况下，单向桥式整流电路的输出电压平均值是半波整流电路的2倍（√），负载电流平均值是半波整流电路的2倍（√），二极管承受的最大反向电压是半波整流电路的2倍（×），二极管的正向平均电流是半波整流电路的2倍（×）。
2．电容滤波适用于大电流负载，而电感滤波适用于小电流负载。 （×） 3. 当输入电压vI和负载电流IL变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。 （×） 4．在稳压管稳压电路中，稳压管的最大稳定电流与稳定电流之差应大于负载电流的变化范围。 （√）
5．在稳压管稳压电路中，稳压管动态电阻rZ越大，稳压性能越好。 （×）
6. 开关型稳压电源中的调整管工作在开关状态。 （√） 7. 开关型稳压电源比线性稳压电源效率低。 （×） 8．开关型稳压电源适用于输出电压调节范围小、负载电流变化不大的场合。 （√）
习题
11.1 变压器副边有中心抽头的全波整流电路如图题11.1所示，副边电压为v2a??v2b?2V2sin?t，假定忽略二极管的正向压降和变压器内阻：
（1）试画出v2a、v2b、iD1、iD2、iL、vL及二极管承受的反向电压vR的波形；
（2）已知V2（有效值），求VL、IL（均为平均值）；
（3）计算整流二极管的平均电流ID、最大反向电压VRM；
（4）若已知VL?30V，IL?80mA，试计算V2a、V2b的值，并选择整流二极管。
D1?~220V?50Hzv1Tr???v2a???v2b?iD1iD2D2iL?vL?RL
解：（1）v2a、v2b、iD1、iD2、iL、vL及二极管的反向电压VR的波形如下图所示。
v2a、v2b2V2v2av2bO?tiD1、iD2iD1iD2OvL、iLOO22V2?tvLiL?t?t
（2）负载电压VL和负载电流IL（平均值）
VL?1?
??0vLd(?t)?1???02V2sin?td(?t)?0.9V2
IL?VL0.9V2? RLRL（3）整流二极管的平均电流ID和最大反向电压VRM
1ID?2???0vL1d(?t)?RL2???02V2Isin(?t)d(?t)?L RL2VRM?22V2
（4）当VL?30V，IL?80mA时
v2a?v2b?VL?1.11VL?1.11?30V?33.3V 0.9IL80mA??40mA 22此时二极管电流
ID?VRM?22V2?22?33.3V?94.2V
选用2CP6A（IDM?100mA，VRM?100V）。
11.2如图11.2所示整流、滤波电路，已知变压器次级电压v2?202sin? tV，电容C的取值在RL＝100?时满足RLC??3~5?T2?T?20ms?，负载电阻为100?至无穷大。试问：
（1）当RL＝100?时，输出电压的平均值VO?AV??？ （2）当RL＝?时，输出电压的平均值VO?AV??？
（3）设电网电压的波动范围是?10％，二极管的最大整流平均电流及最高反向工作电压至少为多少？
D1~D4~220V50Hzv2C RLVO
图题11.2
解：（1）RLC??3~5?T2时，VO(AV)?1.2V2?24V （2）VO(AV)?2V2?28V
（3） IDmax?1.1VO(AV)2RLmin?132mA
VRM?1.12V2?31V
11.3桥式整流、电容滤波电路如图题11.3所示，已知交流电源电压V1?220V、50Hz，RL?50?，要求输出直流电压为24V，纹波较小。
（1）整流管平均电流和承受的最大反向电压为多少？ （2）滤波电容器的容量和耐压为多少？ （3）确定电源变压器的副边电压。
aTr~220V50Hzv1v2bD4D1D3D2?SCiLvLRL?
图题11.3 桥式整流、电容滤波电路
解：（1）通过二极管的平均电流和二极管承受的最大反向电压分别为
ID?VL24V??0.24A?240mA 2RL2?50?V2?VL?20V 1.2所以
VRM?2V2?2?20V?28.2V
（2）滤波电容器
?放电?RLC?(3~5)?T3~5?22f3~5?(3~5)?0.01s2?50Hz
取?放电?0.05s，C??放电RL?(0.0550)F?1000?F。要求电容耐压>VRM?2V2?28.2V。故选择1000?F50V的电解电容器。
（3）变压器副边电压
V2?24V1.2?20V
11.4 如图题11.3所示电路中，A1组成一线性半波整流电路，A2组成一加法电路，二者构成一线性全波整流电路。
（1）试画出其输入—输出特性vO?f(vs)；
?和vO波形； （2）试画出vs?10sin?t(V)时vO1
（3）说明此电路具有取绝对值的功能。
2RRvsR_?2RD2A1RvO1D1?vO1_A2?vOR1R2
图题11.4
解：
???vs。 （1）当vs?0，vO1为负，D2截止，D1导通，vO1??0，故vO1?与vs的关系为 当vs?0，为vO1正，D1截止，D2导通，因此vO1 ?vs vs?0
?= vO1
0 vs?0
A1为线性半波整流电路，A2为反相加法器。
???vs，vO??2vO1??vs?vs； 当vs?0，vO1??0，vO??vs，故vO与vs的关系为 当vs?0，vO1 vs vs?0 vO=