第10章直流电源10.1教学基本要求10.1.1 基本要求（1）掌握单相桥式整流电路的工作原理和主要参数计算，了解单相半波整流电路的工作原理、主要参数计算及二极管的选择（2）掌握电容滤波电路的工作原理和主要参数计算，滤波电容的选择原则，了解电感滤波电路及其它形式的滤波电路的特点及各种滤波器的性能比较（3）理解硅稳压管稳压电路的工作原理，稳压系数和输出电阻的估算，稳压电路中限流电阻R的选择(4)掌握串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算，掌握三端固定式输出集成稳压器及其应用,了解三端可调输出集成稳压器及其应用(5)了解开关稳压电路的工作原理及集成开关稳压器及其应用10.1.2 重点难点及考点（1）本章重点单相桥式整流电路的工作原理和主要参数计算，电容滤波电路的工作原理和主要参数计算，串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算，三端固定式输出集成稳压器及其应用。

（2）本章难点电容滤波电路的工作原理和主要参数计算，串联型直流稳压电路的组成、工作原理及参数计算。

（3）本章主要考点单相桥式整流电路的工作原理，输出直流电压与输入交流电压有效值间的关系，二极管的选择。

电容滤波电路的主要参数计算，滤波电容的选择。

串联型直558559流稳压电路的组成、工作原理及参数计算。

三端固定式输出集成稳压器及其应用。

1.2典型题型精解10.2 单相桥式整流电路如图10.2.1所示，若输出直流电压U O =9V ，输出直流电流I O ＝1A ，试求：(1) 变压器二次电压有效值U 2； (2) 整流二极管最大反向峰值电压U RM ； (3) 流过二极管正向平均电流I D 。

图10.2.1 题10.2图分析方法：单相桥式整流电路的输出电压的平均值(输出直流电压)2O 9.0U U =，二极管最大反向峰值电压2RM 2U U =，二极管正向平均电流L2O D 45.02R U I I ==，这里的U 2是变压器二次电压有效值。

解：(1) 变压器二次电压有效值U 2=U o /0.9=10V (2) 整流二极管最大反向峰值电压U RM VV U 14.1410414.122=⨯==(3) 流过二极管正向平均电流I D =0.5I o =0.5A10.5 在如图10.2.2所示电路中，已知变压器二次电压有效值U 2＝10V ，试问： (1)当电路正常工作时，求U A 、U B 和U O ； (2)如果VD 1开路，求U O ；(3)如果测得U O 分别为下列数字，可能出了什么故障？ A ．U O =9V ； B. U O =14V ； C. U O =4.5V560图10.2.2 题10.5图分析方法：整流电容滤波电路的主要参数如表所示整流电容滤波电路的主要参数解：(1)s C R L 08.0=ST 01.02=,满足2)53(T C R L -≥条件，所以VU U U U O B A 122.12====(2) 如果VD1开路，电路为半波整流滤波电路，V U U O 102==(3)A ．U O =9V ，V U U O 99.02=⨯=,所以电容C 开路B. U O =14V ，V U U O 144.12==，R L 开路C. U O =4.5V ，V U U O 5.445.02==，C 开路，至少有一个二极管开路。

10.7 在如图10.2.3所示稳压电路中，已知：稳压管的最小稳定电流I Zmin ＝5mA ，最大耗散功率P ZM ＝300mW ；R L 的变化范围是500Ω～2k Ω；其余参数如图中所标注，U I 的波动范围是±10％。

求解限流电阻R 的取值范围。

561图10.2.3 题10.7图分析方法：R 的选择必须满足两个条件：(1)流过稳压管的最小电流应大于稳压管的最小稳定电流I Zmin ； (2)流过稳压管的最大电流应小于稳压管的最大稳定电流I Zmax 。

设电网电压最高时的整流滤波输出电压为U Imax ，最低时为U Imin ；负载电流的最大值I Lmax ，最小值I Lmin ，稳压电阻的计算如下。

1. 当电网电压最小，负载电流最大时，流过稳压管的电流I Z 最小，此时I Z 不应小于I Zmin ，即ZminLmax Im I I RU U Zin >--得LmaxZmin Z Imin I I U U R +-<2. 当电网电压最大，负载电流最小时，流过稳压管的电流I Z 最大，此时I Z 不应大于I Zmax ，即ZmaxLmin Im I I RU U Zax <--得LminZmax Z Imax I I U U R +->解：1．求R max mA185009LminZ max L ===R U IΩ≈+-⨯=+-=548)185()9249.0(9.0LmaxZmin Z I max mAV I I U U R5622．求R minmA3.339300Z ZM Zmax ≈==U P ImA5.429LmaxZ min L ===R U IΩ=+-⨯=+-=4605.43.339241.11.1LminZmax Z I min I I U U R限流电阻R 的取值范围 460Ω<R<548Ω10.9 在如图10.2.4所示串联型稳压电源中，已知稳压管VD Z 的稳定电压U Z＝5.3V ，晶体管的U BE =0.7V 。

(1)当R p 的滑动端在最下端时U O ＝15V ，求解R p 的值； (2)当R p 的滑动端在最上端时求解U O 的值。

图10.2.4 题10.9图由于是由三极管组成的比较放大电路，应考虑U BE 的影响。

BE Z 2p 12'U U U R R R R R UO p f+=+++=解：根据()()BE Z 22p 1O BE Z 2p 2p 1U U R R R R U U U R R R R R +++≤≤++++(1)Ω=100p R (2)V 10O =U56310.12稳压电路如题图10.2.5所示，稳压管VD Z 的稳压值U Z =6V 。

(1)该电路能否稳压?为什么?若不能稳压，应怎样改正(不增减电路元器件)? (2)正常稳压时，求U o 的变化范围是多少? (3)电路中的VT 2和R 3起什么作用?图10.2.5 题10.12图分析方法：串联稳压电路是靠引入深度电压负反馈来稳定输出电压的。

解：(1)由于串联稳压电路是电压串联负反馈电路，为了实现负反馈，取样网络应接到运算放大器的反相输入端，基准电压应接到运算放大器的同相输入端，所以，运算放大器A 的上端为反向输入端（-），下端为同向输入端（+）。

(2)根据61.5101.5103.32p 2p 1min ⨯+++=+++=Z o U R R R R R U =7.3V61.51.5103.322p 1max ⨯++=++=Z o U R R R R U =21.65V输出电压U o 的变化范围是7.3V ～21.65V 。

(3)电路中的VT 2和R 3起限流型保护电路，R 3对输出电流I O 进行检测，其压降U R =I O R 3，VT 2集电极与发射极之间的电压U BE2=U R ，在正常情况下，U R 较小，不足以使VT 2导通，因而VT 2管截止，保护电路对稳压电路没有影响。

当负载电流I O 超过某一临界值I OM 后，U R 增大，使VT 2导通，将调整管VT 1的基极电流分流掉一部分，从而限制了VT 1电流的增长，保护了调整管。

10.14 如图10.2.6所示为输出＋l5V的直流稳压电源。

(1)检查电路中的错误并加以改正；(2)若电路改正后，所加U2＝18V，测得A点电位过低，约18V，说明原因并加以排除。

图10.2.6 题10.14图分析方法：先看变压器次级输出电压有效值是否合适，再看整流二极管接的对否，然后看滤波电容的极性对否，最后看集成稳压电源接法是否正确。

解：(1)有三处错误：（a）变压器次级输出电压有效值太低，应增加次级绕组的圈数，使输出有效值大于17V。

（b）二极管VD2极性接错，应将阳极和阴极互换。

（c）电解电容C1极性接错，应将负极端接地。

(2)当U2＝18V，测得A点电位约18V，说明是单相半波整流滤波电路，有可能是二极管VD3，或VD4开路。

10.3 习题及解答10.1 整流电路如图10.3.1所示，若直流电压表V1读数是30V，负载电阻R L 为80Ω，试问：(1)直流电流表A的读数为多少?(2)交流电压表V2的读数是多少?564565图10.3.1 题10.1图解：(1)直流电流表A 的读数 A A I 375.08030==(2)交流电压表V 2的读数 VU 67.6645.0302==10.3 整流电路如图10.3.2所示，变压器次级中心抽头接地，U 21＝U 22＝100V ，R L1＝100Ω，R L2＝100Ω。

(1)标出直流输出电压u o1、u o2的实际正负极性； (2)计算U 01和U 02的值；(3)计算流过二极管VD l 正向平均电流I D1； (4)求出二极管VD l 最大反向峰值电压U RM1。

图10.3.2 题10.3图解：（1）在u 21和u 22的正半周期，二极管VD 1和VD 3导通，VD 2和VD 4截止，负载电阻上的电流方向由上到下，在R L1和R L2上产生的直流输出电压u o1和u o2的实际正负极性为上正下负，在u 21和u 22的负半周期，二极管VD 2和VD 4导通，VD 1和VD 3截止，直流输出电压u o1和u o2的实际正负极性仍为上正下负。

(2) U 01=0.9×100=90V;U 02=-90V(3)由于两组二极管是轮流导通的，流过二极管VD l 正向平均电流I D1=A R U I Lo 45.010010045.09.021212=⨯==；(4)二极管VD l 最大反向峰值电压U RM1V V U 8.28210414.122221=⨯⨯==10.4 在如图10.3.3所示电路中，已知变压器二次电压有效值U 2＝20V ，电网电压波动范围为±10％，电容C 的容量满足R L C ＝(3～5)2T (T ＝20ms)，负载电阻566R L ＝40Ω。

试求：(1)VD 1～VD 4的正相平均电流I D 和最高反向峰值电压U RM 至少应选取多大？ (2)电容C 的取值范围。

图10.3.3 题10.4图解：（1）二极管的正相平均电流I D =AA R U I Lo 3.040202.1212.121212=⨯⨯=⨯=二极管VD l 最大反向峰值电压U RM VV U 28.2820414.122=⨯==(2) 电容C 的取值范围 根据R L C ＝(3～5)2T C=(3～5)LR T ⨯2 =(3～5)40202.0⨯=750～1250uF10.6稳压电源如图10.3.4所示，稳压管稳压值U Z =12V ．试问 (1)输出电压U O 的大小? (2)电容器C 的极性如何?(3)如R ＝0Ω，将产生怎样的后果?图10.3.4 题10.6图解：(1) 输出电压等于稳压管的稳定电压U O ＝12V 。