单相桥式整流与滤波电路的安装和测试教案docWord文档下载推荐.docx
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1.整流的概念，单向桥式整流的结构
2.滤波的概念，电容滤波电路的结构
3.整流和滤波元件的选用
4.整理滤波电路的搭接、相关电参量和波形的测量
教学难点
整理、滤波电路的搭接、调试和测量
学情分析
教学效果
教后记
基础知识
整流和滤波电路
导入：
1、什么电子设备需要用到直流电？
电脑功放
手机数码相机
2、如何得到直流电
手机锂电笔记本电脑锂电
数码相机锂电
手机充电器电脑电源直流稳压电源
㈠单相桥式整流电路
将交流电变换为直流电（脉动）的过程称为整流，利用二极管的单向导电性可以实现整流。
整流电路单相整流电路三相整流电路，根据整流电路的形式还可分为半波、全波和桥式整流电路。
⒈电路结构
单相桥式整流电路如图1-7所示。
在电路中，4只整流二极管连接成电桥形式，称为桥式整流电路。
常有如图1-7所示的几种形式的画法，其中图（c）为单相桥式整流电路最常用的简单画法。
图1-7单相桥式整流电路
⒉工作原理
在交流电压u2的正半周（即0～t1）时，整流二极管VD1、VD3正偏导通，VD2、VD4反偏截止，产生电流iL通过负载电阻RL，并在负载电阻RL上形成输出电压uL，如图1-8（a）所示。
在交流电压u2的负半周（即t1～t2）时，整流二极管VD2、VD4正偏导通，VD1、VD3反偏截止，产生电流iL同样通过负载电阻RL，并在负载电阻RL上形成输出电压uL，如图1-10（b）所示。
输出信号的波形如图1-10（c）所示。
图1-8单相桥式整流电路工作原理
在交流电压u2的一个周期（正、负各半周）内，都有相同一方向的电流流过RL，4只整流二极管中，两只导通时另两只截止，轮流导通工作，并以周期性地重复工作过程。
在负载RL上得到大小随时间t改变但方向不变的全波脉动直流输出电流iL和输出电压uL，所以这种整流电路属于全波整流类型。
单相桥式整流电路的特点是：
整流效率高（电源利用率高），而且输出信号脉动小，因此应用最为广泛。
在实际应用中经常用到的全桥整流堆是将4只整流二极管集中制作成一体，其内部电路和外形如图1-9所示。
图1-9全桥整流堆
㈡滤波电路
整流电路是将交流电转换成为直流电，但转换后所输出的是脉动直流电，这种脉动直流电中含有较多的交流成分（如图1-8（c）和图1-10所示）。
因此，要获得波形较平滑的直流电，应尽可能地滤除脉动直流电中包含的交流成分，而保留其直流成分，这就是滤波的概念。
完成滤波作用的电路称为滤波电路或滤波器。
滤波电路的构成是由电容、电感或电阻按照一定的连接形式连接在整流电路之后，从而使经整流后的脉动直流电变为较平滑的直流电，如图1-10所示。
图1-10滤波前后电源的波形
⒈电容滤波电路
电容滤波电路如图1-11所示。
在整流器输出端并接电容C，利用电容“通交隔直”的特点使输出的电压uL和电流iL变为较平滑的直流电。
图1-11电容滤波电路
电容滤波电路的特点是：
交流成分大大减少，输出的直流电比较平滑，输出直流电的平均值升高。
电路简单，滤波元件（电容）的体积也较小，适用于小功率且负载变化较小的场合。
例1-1在单相桥式整流电容滤波电路中，如果负载电阻为500Ω，整流电路输入的交流电压有效值U2=9V，试确定电路输出的直流电压；
选择整流二极管；
并确定滤波电容器的耐压。
解：
⑴按表1-2，电路输出的直流电压UL=1.2U2=1.2×
9=10.8V
⑵负载电流IL=UL/RL=10.8/0.5mA=21.6mA
⑶整流二极管承受的最高反向电压为URM=
U2=
×
9V≈12.7V
通过二极管的电流为IF=IL/2=21.6/2=10.8mA
因此，可选用最大整流电流为1A，最高反向工作电压为50V的二极管（如1N4001）。
⑷应选择耐压大于12.7V的滤波电容。
⒉电感滤波电路
电感滤波电路如图1-12所示。
在整流器输出端串接电感L，利用电感“通直隔交”的特点使输出的电压UL和电流IL变为较平滑的直流电。
电感滤波电路的特点是：
交流成分大大减少，输出的直流电比较平滑，滤波效果较好；
但损耗将增加，成本上升，因此，适用于大功率、大电流而且负载变化较大的场合。
图1-12电感滤波电路
⒊复式滤波电路
复式滤波电路是由电容、电感和电阻组合的滤波电路，其滤波效果比单一使用的电容或电感的滤波效果要好。
⑴π型RC滤波电路
图1-13π型RC滤波电路
⑵LC型滤波电路
图1-14LC型滤波电路
⑶π型LC滤波电路
图1-15π型LC滤波电路
工作步骤
步骤一：
电路连接
⒈识别实训教室所提供的电子元器件，并判断按表1-1所提供的元器件是否符合图1-16电路的要求（整流电路输入的交流电压U2=9V）。
⒉在面包板上连接图l-16电路。
图l-16单相桥式整流和滤波电路
步骤二：
电路的调试与测量
完成电路的连接并经检查无误后，方能接通电源进行调试与测量。
⒈桥式整流电路
⑴在电路“4、5”端接入9V交流电源（由实验台提供），所有拨动开关S1～S5均断开（如图1-16中所示状态）。
⑵用万用表测量输入的交流电压U45和桥式整流后的直流电压U13，填入表1-3中。
⑶闭合开关S3，测量负载电阻RL两端电压U23，填入表1-3中。
⒉电容滤波电路
⑴闭合开关S1，断开S3，电路为不带负载的桥式整流、电容滤波电路；
测量U13，并填入表1-4中。
⑵闭合开关S1和S3，电路为带负载的桥式整流、电容滤波电路；
测量U23,并填入表1-4中。
⒊电感滤波电路
闭合开关S2，断开S1和S3，电路为带负载的桥式整流、电感滤波电路；
测量U23，并填入表1-4中。
⒋复式滤波（π型滤波）
闭合开关S1、S4、S5，断开S2和S3，电路为带负载的桥式整流、复式滤波（π型滤波）电路；
表1-4滤波电路测量记录
电容滤波电压U13
负载电压U23
电容滤波电路
电感滤波电路
/
复式滤波电路
步骤三：
观察输出电压的波形
使用XC4320双踪示波器观察，并分析各种滤波电路的特点。
图1-17滤波电路电压波形记录
⒈.电容滤波
⑴断开所有开关S1～S5，用示波器观察电路中电压U45和U13的波形，并绘在图1-17（a）、（b）、（c）中。
⑵闭合开关S1，用示波器观察电路中电容两端电压U13的波形，并绘在图1-17（a）中；
并比较开关S1闭合前、后电压U13的波形。
⒉电感滤波
⑴闭合开关S2（其他开关均断开），电路为桥式整流、电感滤波电路；
用示波器观察电路中电压U23的波形，并绘在图1-17（b）中。
⑵比较开关S2闭合前后的电压波形。
⒊复合滤波（π型滤波）
⑴闭合开关S1、S4、S5（其他开关均断开），电路为桥式整流、复合滤波（π型滤波）滤波电路；
用示波器观察电路中电压U23的波形，并绘在图1-17（c）中。
⑵比较开关S1、S4、S5闭合前、后电压U23的波形。
多媒体资源
双踪示波器及其使用方法。
提问导入：
什么电子设备需要用到直流电？
激发兴趣
提问：
如何得到直流电
结合演示讲解
实物展示
习题讲解及联系巩固
结合演示讲解并开展实训
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练习
练习题
填空7,8,9,10,11,12,13；
选择7,8,9,10,11,12,13,14；
判断7,8,9,10
小结
1.整流就是将交流电变换为（脉动）直流电的过程。
利用二极管的单向导电性，可组成桥式整流电路，实现整流的功能。
2.滤波电路的作用是滤除脉动直流电的交流成分，而保留直流成分，从而获得波形较平滑的直流电。
3.常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路。
4.示波器的使用方法和整流滤波电路的电参量、波形的测量
布置作业
综合6，7，9，10，11，12，13
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