第10章习题答案终稿

第10章习题答案终稿

1.电路如图10.46所示，变压器副边电压有效值为，二极管当作理想元件(1)画出、和的波形；(2)求出输出电压平均值和输出电流平均值的表达式；(3)二极管的平均电流和所承受的最大反向电压的表达式。图10.46题1图解：（1）全波整流电路，波形如图所示。（2）输出电压平均值和输出电流平均值为（3）二极管的平均电流和所承受的最大反向电压为2.电路如图10.47所示，变压器副边电压有效值，。试问：(1)输出电压平均值和各为多少；流过和的电流平均值和各为多少？(2)各二极管承受的最大反向电压和流过各二极管的平均电流为多少？n图10.47题2图解：（1）输出电压平均值和各为多少；流过和的电流平均值和各为≈0.45（U21＋U22）＝31.5V；≈0.9U22＝18V；（2）D1的最大反向电压和平均电流；D2、D3的最大反向电压和平均电流；3.电路如图10.48所示。(1)分别标出和对地的极性；(2)和分别是半波整流还是全波整流；(3)当时，和各为多少？(4)当，时，画出和的波形；并求出和各为多少？图10.48题3图解：（1）均为上“＋”、下“－”。（2）均为全波整流。（3）UO1L和UO2L为UO1L＝－UO2L≈0.9U21＝0.9U22＝18Vn（4）uO1、uO2的波形如图所示。它们的平均值为UO1L＝－UO2L≈0.45U21＋0.45U22＝18V4.电路如图10.49所示，分析电路出现如下情况时会产生什么现象。(1)二极管正负极接反；(2)二极管短路；(3)二极管开路。图10.49题4图解：（1）电流很大，因此变压器及整流二极管、将被烧坏。（2）电流很大，因此变压器及整流二极管将被烧坏。（3）电路为单相半波整流电路，输出电压脉动增大，平均值减小。5.如图10.50所示电路中，设变压器副边电压有效值为，。(1)求电路输出电压平均值；(2)若滤波电容C虚焊，求电路输出电压平均值；(3)若负载开路，求电路输出电压平均值；(4)若二极管和滤波电容C同时断开，求电路输出电压平均值。图10.50题5、6图解：（1）14.4V（2）10.8V（3）17V（4）5.4Vn6.如图10.50所示电路中，已知负载电阻，输出电压。(1)选择合适的整流二极管型号；(2)选择合适的滤波电容（容量及耐压值）；若电容C短路，则有何后果？(3)求电源变压器副边电压和电流的有效值和。图10.50题5、6图解：(1)整流二极管平均电流：设变压器副边电压有效值为，取，则。整流二极管承受的最大反向电压：。考虑到电网电压波动范围为±10％，整流二极管的参数为：；。所以可以选择，的2CP1D型二极管。(2)为了获得较好的滤波效果，滤波电容的容量应该满足：。若取，即若取，即考虑到电网电压波动范围为±10％，要求电容耐压值不低于所以可以选择容量在之间，耐压为50V的滤波电容。若电容C短路，整流二极管将会由于电流过大而损坏。（3）；有电容滤波时，7.分别判断如图10.51所示各电路能否作为滤波电路，简述理由。(a)(b)(c)图10.51题7图n解：图（a）、（b）所示电路可用于滤波，图（c）所示电路不能用于滤波。因为电感对直流分量的电抗很小、对交流分量的电抗很大，所以在滤波电路中应将电感串联在整流电路的输出和负载之间。因为电容对直流分量的电抗很大、对交流分量的电抗很小，所以在滤波电路中应将电容并联在整流电路的输出或负载上。8.如图10.52所示电路中，标出各电容两端电压的极性和数值，并分析负载电阻上能够获得几倍压的输出。(a)(b)图10.52题8图解：在图（a）所示电路中，C1上电压极性为上“＋”下“－”，数值为一倍压；C2上电压极性为右“＋”左“－”，数值为二倍压；C3上电压极性为上“＋”下“－”，数值为三倍压。负载电阻上为三倍压。在图（b）所示电路中，C1上电压极性为上“－”下“＋”，数值为一倍压；C2上电压极性为上“＋”下“－”，数值为一倍压；C3、C4上电压极性均为右“＋”左“－”，数值均为二倍压。负载电阻上为四倍压。9.稳压电路如图10.53所示。稳压管的稳定电压；最小稳定电流，最大稳定电流；输入电压，波动范围为10％。(1)求稳压管最大允许的耗散功率；(2)如果限流电阻R为200Ω，则电路能否空载；负载电流的变化范围为多少？(3)负载电阻为400～600Ω时，求限流电阻R的取值范围。图10.53题9图解：(1)(2)由于空载时稳压管流过的最大电流n所以电路不能空载。根据，负载电流的最大值根据，负载电流的最小值所以，负载电流的范围为12.5～32.5mA。(3)10.电路如图10.54所示，已知稳压管的稳定电压为6V，最小稳定电流为5mA，允许耗散功率为240mW；输入电压为20～24V，R1＝360Ω。试问：(1)为保证空载时稳压管能够安全工作，R2应选多大？(2)当R2按上面原则选定后，负载电阻允许的变化范围是多少？图10.54题10图解：R1中的电流和稳压管中的最大电流为n（1）为保证空载时稳压管能够安全工作（2）负载电流的最大值负载电阻的变化范围11.电路如图10.55所示，稳压管的稳定电压，晶体管的，，。(1)指出电路中调整管、采样电路、基准电压电路、比较放大电路和保护电路由哪些元件组成；(2)求输出电压的变化范围；(3)求调整管发射极允许的最大电流；(4)输入电压，波动范围为10％，则调整管的最大功耗为多少？图10.55题11图解：（1）调整管为T1，采样电路由R1、R2、R3组成，基准电压电路由R、DZ组成，比较放大电路由T2、Rc组成，保护电路由R0、T3组成；（2）基准电压UR＝UZ＋UBE＝5V，输出电压的可调范围（3）调整管发射极最大电流IEmax＝UBE/R0≈140mA（4）调整管的最大管压降和最大功耗分别为nUCEmax＝UImax－UOmin＝20VPTmax≈IEmaxUCEmax≈2.8W12.直流稳压电源如图10.56所示。(1)说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由哪些元件组成；(2)标出集成运放的同相输入端和反相输入端；(3)写出输出电压的表达式。图10.56题12图解：（1）整流电路：D1～D4；滤波电路：C1；调整管：T1、T2；基准电压电路：、R、DZ；比较放大电路：A；取样电路：R1、R2、R3。（2）为了使电路引入负反馈，集成运放的输入端上为“－”下为“＋”。（3）输出电压的表达式为13.电路如图10.57所示，已知稳压管的稳定电压，晶体管的，，。判断出现下列故障时，电路输出电压的大小或者取值范围。(1)的c、e短路；(2)短路；(3)短路；(4)的b、c短路；(5)短路。n图10.57题13图（1）UO≈24V；（2）UO≈23.3V；（3）UO≈12V；（4）UO≈6V；（5）UO可调范围变为6～12V。14.串联型稳压电路如图10.58所示，其中变压器副边电压有效值，稳压管的稳定电压，，。(1)说明电路的整流电路、滤波电路、调整管、基准电压电路、比较放大电路、采样电路等部分各由哪些元件组成；(2)当电容足够大时，估算整流滤波电路的输出电压；(3)求输出电压的最大值和最小值。图10.58题14图解：（1）整流电路：D1～D4；滤波电路：C；调整管：图中的三极管；基准电压电路：R4、DZ；比较放大电路：A；取样电路：R1、R2、R3。（2）（3）15.电路如图10.59所示，设，晶体管T的，，，。求负载电流与的关系式。n图10.59题15图解：因为，所以16.如图10.60所示桥式整流滤波及稳压电路，(1)试找出电路中的错误，并改正；(2)7805的2、3端之间的电压为多少？(3)求该电路输出电压的最大值和最小值。图10.60题16图解：⑴二极管D3、D4方向接反，电容C正负极接反。改正如图所示。⑵7805的2、3端之间的电压5V。（3）n17.如图10.61桥式整流滤波稳压电路，，，。(1)去掉图中①②两个节点右侧的全部电路，并用一个电阻R代替，定性画出电阻R上的电压的波形；(2)说明电容C的作用；(3)说明7905的2脚与1脚之间的电压差为多少？(4)计算电路的输出电压的取值范围。图10.61题17图解：（1）(2)滤波（3）-5V（4）18.如图10.62所示电路中，已知输出电压最大值为25V，，W117的输入端和输出端的电压差的取值范围为3～40V。(1)输出电压的最小值；(2)求的大小；(3)求输入电压允许的取值范围；(4)若输入电压的波动范围为±10％，求的取值范围。n图10.62题18图解：（1）输出电压的最小值UOmin＝1.25V（2）因为所以R2＝4.56kΩ（3）输入电压的取值范围为19.并联型开关稳压电源的原理图如图10.63所示，PWM控制电路的组成与串联型开关稳压电源相同，试分析它的工作原理。图10.63题19图解：当PWM控制电路输出高电平时，晶体管T饱和导通，其集电极电位近似为零，使二极管反偏截止，输入电压加在电感两端，使之储能，同时电容对负载放电，供给负载电流。当PWM控制电路输出低电平时，晶体管T截止，由于电感电流不能突变，从而产生自感电动势并通过二极管向电容充电，以补充放电时所消耗的能量，同时向负载供电。此后，PWM控制电路输出再为高电平、低电平，晶体管再次导通、截止，重复上述过程。因此，负载上获得稳定的直流电压输出。同样可以用改变晶体管导通和截止时间来调节输出电压的大小。