模拟电子技术11章习题答案.docx
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模拟电子技术11章习题答案
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）：
••
（A.12VB.9VC.4.5V）;若采用桥式整流电路，则输出电压平均值V°（av）：
••B
（A.12VB.9VC.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：
20V;图（b）中变压器次级电压有效值
〜220V
50Hz
vO1
（a）
V21=V22:
10V。
D1
[>f
~220V
50Hz
+
v21
D2
Rl
vO2
图选择题2
3.所示电路中，Vi（平均值）
B（A.28V
D4流过的电流平均值
C（A.60mAB.80mA
电压波动范围为_10%,D1〜D4所承受的最大反向电压
B.24VC.18V）;D1〜
C.45mA）;考虑到电网
A（A.31V
B.28VC.62V）;若稳压管Dz的最小稳定电流Izmin=5mA,最大稳定电流-max=25mA,
C.25mA）。
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，二极管的导通角二将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；Ci上电压平均值:
-28.4V;输出电压Vo平均值、56.8V;二极管Di承受的最高反向电压Vrmi：
56.8V;D2承受的最高反向电压Vrm2：
56.8V
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;V|=20V。
当R=&=1k。
时，V。
=
C;当R=Rl=3k。
且Dz开路时，Vo=D;当R=3k0且VDz接反时，V。
=A_；
当R=3k「」且Rl=1k「时，Vo=B。
——_a-F
Iln
rlVo
图选择题6
二.判断题（正确的在括号内画"，错误的画X）
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（V）,负载电流平均值是半波整流电路的2倍（V）,二极管承受的
最大反向电压是半波整流电路的2倍（X）,二极管的正向平均电流是半波整流电路的2倍
（X）O
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。
（X）
3.当输入电压V|和负载电流Il变化时，稳压电路的输出电压是绝对不变的。
（X）
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。
（V）
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。
（X）
6.开关型稳压电源中的调整管工作在开关状态。
（V）
7.开关型稳压电源比线性稳压电源效率低。
（X）
&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。
（V）
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、L、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，试计算血、J的值，并选择整流二极管。
~220V
50Hz
耳——
Tr+
iD1
Rl
iD2
D2
解：
（1）V2a、V2b、iDi、iD2、h、Vl及二极管的反向电压V的波形如下图所示。
（2）
（3）
（4）
负载电压Vl和负载电流Il（平均值）
sin，td（;.-.t）二0.9V2
10
VlVld（，，t）：
兀0-
1
整流二极管的平均电流
当VL
=30V
Il
此时二极管电流
0.9V2
Rl
ID和最大反向电压Vrm
Vl
2V2sin（•t）d（，t）=5
Rl2
=80mA时
V2a二V2b=Vl
0.9
=1.11Vl=1.1130V=33.3V
II
80mA=40mA
VrmPH
=2.233.3V=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=20.、2si，tV，电容C
的取值在Rl=100门时满足RlC=3〜5「2T=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Voav
（2）当RL=:
:
时，输出电压的平均值VOAV:
“？
（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
Vo
图题11.2
解：
（1）RlC=：
3〜5T2时，Vo（AV）1.2V2=24V
Vrm1.12V2：
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y=220V、50Hz,
Rl=50门，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。
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
VL24V
ID-0.24A=240mA
2Rl250“
V2二V-=20V
1.2
T3~5
.放电=R-C_（3~5）—
22f
3~5
（3~5）0.01s
250Hz
取.放电=0.05s,Cn放电.Rl=（0.0550）F=1000」F。
要求电容耐压>Vr^=：
：
'2V^28.2V。
故选
择100050V的电解电容器。
（3）变压器副边电压
V2=24V1.2=20V
构成一线性全波整流电路。
（1）试画出其输入一输出特性Vo=f（Vs）；
（2）试画出Vs=10sin.t（V）时Vo!
和Vo波形;
（3）说明此电路具有取绝对值的功能。
解：
（〔）当Vs0，Vo1为负，D2截止，D1导通，Vo^-Vs。
当Vs■■■■■.0，为Vo1正，D1截止，D2导通，因此Vo1=0，故Vo1与Vs的关系为-VsVs1-0
V01=■
0Vs<0
A1为线性半波整流电路，A为反相加法器。
当Vs■■0，V01=-Vs，Vo=-2Vo1-Vs=Vs；
当Vs■■■0，Vo1=0，Vo-礼，故Vo与Vs的关系为
Vs
Vs0
Vo=
解：
Rmax二沐弘=力一15=833门丨Zmomax5*25
11.6在如图题11.6所示稳压电路中，稳压管Dz的最小稳定电流Izmin=5mA，最大稳定电流IZzmax=20mA。
试冋：
（1）R1的取值范围为多少？
（2）Vo的调节范围为多少？
解：
（1）Rlmin:
卫VZ=950」
IZmax
V|-Vzc
Rimax3・8k&-
IZmin
（2）VO^R2R3Vz
R2
R3=0时，Vo=6V;R3=2k"时，Vo=18V，即6V£lVomi8V
11.7在如图题11.7所示串联型稳压电源中，稳压管的最大稳定电流Izmax=25mA，最小稳定电流Izmin=5mA;C1取值满足RC1=（3〜5）T2（T为电网电压的周期，R为0放电回路的等效电阻）。
试求解：
（1）Vo的调节范围；
（2）
R的取值范围。
图题11.7
解：
/八R+R/v+R2^R+Rw+R?
（1）'w2Vz_Vo1W2Vz
Rw+R2R2
9V_VO_18V
（2）V：
1.2V2=21.6V
（3）
图题11.8
解：
（1）Vo=15V
（2）V|=1.2V221.6V
（3）Id（av）=（Iw'1Omax）/2:
255mA
11.9在图题11.9所示稳压电路中，已知CW117是三端可调正输出电压集成稳压器，其
输出基准电压Vref（即V32）=1.25V，输入电压与输出电压之差3V要求电路的输出电压Vo=30V。
试问：
（1）电阻R1的最大值R1max=?
（2）若R1=100」则R2=?
（3）
若在电网电压波动时，输入电压V|也随之波动一10%，则V|至少应取多少伏?
图题11.9
解：
（1）Rmax=告亜二250"
1Omin
Vo，:
V13min
3）Vlmin-——:
36.7V
0.9
11.10输出电压扩展电路如图题11.10所示。
设V32=V，试证明
因为Vn:
Vp，即
艮/R?
V,「"（V--V..）V-
经整理得
R3R4RR?
V-W'）（1+R2）
R3+R4Ri
11.11电路如图题11.11所示，开关调整管T的饱和压降Vces=1V，穿透电流Ice-=1mA，Vt是幅度为5V、周期为60-S的三角波，它的控制电压Vb为矩形波，续流二极管D的正向
电压Vd=0.6V。
输入电压V|=20V，Ve脉冲波形的占空比q=0.6,周期T=6^s，输出电压V-=12V，输出电流I-=1A，比较器C的电源电压Vcc二10V，试画出电路中，当在整个开关周期L连续情况下Vt、Va、Vb、Ve、L和V-的波形（标出电压的幅度）。
图题11.11
解：
比较放大器输出电压Va与三角波发生器输出电压Vt（幅值为一5V,T=60」S）比
较，从比较器输出一矩形波电压vb（幅值为_10V,T=60（,q=0.6）开关调整管T由Vb控制，T输出矩形波电压Ve，再经LC滤波电路得到iL（Il=1A）和输出电压v。
=12V。
根据给定Vt、Va和参数可画出电路中电压Vb、Ve、V。
和电流L的波形，如下图所示。
Vb幅值为
10V（忽略比较器输出级三极管的饱和压降），图中电压V的幅值在T导通时
Ve=20V_Vces=19V
T截止时
VE二VD--0.6V
VO^qV]=0.620V=12V
1l=1A
11.12电路给定条件如上题，当续流二极管反向电流很小时，试求
（1）开关调整管T和续流二极管D的平均功耗；
（2）当电路中电感器L和电容器C足够大时，忽略L、C和控制电路的损耗，计算电源的效率。
解：
（1）由题意可知，T的导通时间G=qT=0.660」s=36」s，T的截止时间切=（60-36）・S=24，若忽略BJTT输出矩形波电压Ve的上升和下降时间，则开关调整管T的功耗仅为导通时和截止时的功耗，即
1
6010"
CEOVItoff）
[（113610冷（110：
202410^）]W
=0.608W
T截止，D导通，续流二极管D的功耗为
toff24x10—
PD=VdId——=0.616W=0.24W
T6010-
式中流过续流二极管的电流Id:
、I。
=1A。
（2）电源效率
Po
PoPtPd
100%
VoIo
VoIoPtPd
100%
121
121-0.608-0.24
100%=93.4%
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