電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能1-2整流濾波電路1.2整流濾波電路教學(xué)活動1：整流電路【實踐導(dǎo)入】【實驗結(jié)論】

該電路可實現(xiàn)整流，即將交流電變換成單方向的脈動直流電。1.2整流濾波電路教學(xué)活動1：整流電路1.2.1整流電路一、單相半波整流電路1．電路的構(gòu)成及工作原理單相半波整流電路單相半波整流電路的工作波形設(shè)u2＝u2的正半周，二極管VD導(dǎo)通，電流由a→VD→RL→b形成回路。忽略二極管的正向電壓降，則有uL＝u2。此時，iL＝iV＝u2/RL。在u2的負(fù)半周，二極管反向而截止，iL＝0，uL＝0，uV＝u2。U2sinωt2．電路的輸出電壓與負(fù)載電流1.2整流濾波電路教學(xué)活動1：整流電路1.2.1整流電路一、單相半波整流電路輸出電壓平均值為UL≈0.45U2通過負(fù)載和二極管上的電流平均值為：≈IL＝IV＝3．整流管的選擇

IFM和URM是選擇整流二極管的依據(jù)，具體要求如下：最高反向工作電壓：URM≥U2最大整流電流：IFM≥橋式整流電路與半波整流電路相比，它的主要優(yōu)點是直流輸出電壓高一倍，電壓脈動程度減小了，變壓器的利用率提高了。在相同電流輸出的情況下，降低了整流管的平均電流值，而每一只二極管承受的最高反向電壓與半波整流電路中的相同。1.2整流濾波電路教學(xué)活動1：整流電路1.2.1整流電路二、單相橋式整流電路1．電路的構(gòu)成及工作原理由4只二極管按橋式結(jié)構(gòu)連接而成的。其中，兩只二極管（VD1、VD2）接成共陰極；兩只二極管（VD3、VD4）接成共陽極。單相橋式整流電路的簡化畫法如圖所示。結(jié)構(gòu)：1.2整流濾波電路教學(xué)活動1：整流電路1.2.1整流電路二、單相橋式整流電路1．電路的構(gòu)成及工作原理原理：設(shè)變壓器二次側(cè)電壓為u2＝U2sinωtu2的正半周，a點電位高于b點，二極管VD1、VD3加正向電壓導(dǎo)通，VD2、VD4加反向電壓截止，產(chǎn)生電流由a→VD1→RL→VD3→b形成回路。這時，電路輸出半波電壓。u2的負(fù)半周，a點電位低于b點，二極管VD2、VD4加正向電壓導(dǎo)通，VD1、VD3加反向電壓截止，產(chǎn)生電流由b→VD2→RL→VD4→a形成回路。同樣，電路可以輸出一個半波電壓。兩個半波輸出電壓合成后，得到的輸出電壓波形為全波。1.2整流濾波電路教學(xué)活動1：整流電路1.2.1整流電路二、單相橋式整流電路2．電路的輸出電壓與負(fù)載電流輸出電壓的平均值UL≈0.9U2，負(fù)載電流的平均值IL≈0.9U2/RL。3．整流管的選擇在全波整流電路中，每只整流管實際只導(dǎo)通半周，其正向電流應(yīng)為負(fù)載電流的一半。故選擇整流管的具體要求如下：最高反向工作電壓：URM≥U2最大整流電流：IFM≥橋式整流電路與半波整流電路相比，它的主要優(yōu)點是直流輸出電壓高一倍，電壓脈動程度減小了，變壓器的利用率提高了。在相同電流輸出的情況下，降低了整流管的平均電流值，而每一只二極管承受的最高反向電壓與半波整流電路中的相同。1.2整流濾波電路1.2.1整流電路教學(xué)活動1：整流電路【經(jīng)典例題】1.2整流濾波電路1.2.1整流電路教學(xué)活動1：整流電路【實踐應(yīng)用】目前，市場上已有各種規(guī)格的橋式整流電路成品——硅橋式整流器，又稱整流橋、硅橋堆。圖1-2-6所示為幾種整流橋的實物圖。整流橋的產(chǎn)品可分為半橋整流堆與全橋整流堆兩種，它們的示意圖及等效電路如圖所示。

整流橋的實物圖整流橋的示意圖及等效電路1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路【實踐導(dǎo)入】【實驗結(jié)論】該電路可實現(xiàn)濾波功能，即濾除脈動直流電中的交流成分，使輸出波形更平緩。1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路一、電容濾波電路1．電路的構(gòu)成及工作原理1）電路的構(gòu)成u2為正半周時，二極管導(dǎo)通，對電容器C充電。輸出電壓uo與上升的正弦電壓u2一致，如圖1-2-9（b）所示。u2在A點達(dá)到最大值，uo也達(dá)到最大值。而后u2和uo都開始下降，u2按正弦規(guī)律下降，當(dāng)u2﹤uo時，二極管承受反向電壓而截止，電容器對負(fù)載電阻RL放電，負(fù)載中仍有電流，而uo按放電曲線BC下降。在u2的下一個正半周內(nèi)，當(dāng)u2﹥uo時，二極管再次導(dǎo)通，電容器再被充電，重復(fù)上述過程。輸出電壓uo波形如圖1-2-9（b）所示。2）工作原理半波整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路如圖1-2-10（a）所示，輸出電壓波形圖如圖1-2-10（b）所示，其工作原理與半波整流電容濾波電路相同。1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路一、電容濾波電路1．電路的構(gòu)成及工作原理

橋式整流電容濾波電路1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路一、電容濾波電路2．輸出電壓的計算通常取：Uo=U2

（半波整流、電容濾波）Uo=1.2U2（全波整流、電容濾波）在空載和忽略二極管正向壓降的情況下，

3．電路的應(yīng)用場合電容濾波電路簡單，輸出電壓較高，脈動也較小。但是外特性較差，且有電流沖擊。因此，電容濾波器一般用于要求輸出電壓較高，負(fù)載電流較小并且變化也較小的場合。1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路二、電感濾波電路橋式整流電感濾波電路及工作波形工作原理：當(dāng)負(fù)載電流iL增大時，電感線圈中的自感電動勢eL與電流iL反向，限制電流的增加，將一部分電能轉(zhuǎn)換為磁場能量儲存在磁場中。負(fù)載電流iL減小時，電感線圈中的自感電動勢eL與電流iL同向，阻止電流的減小，即釋放能量。因此流過負(fù)載RL的電流的脈動成分受到抑制而變得平緩。電感值L越大，濾波效果越好。適用場合：電感濾波主要適用于大電流負(fù)載或負(fù)載經(jīng)常變化的場合。1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路三、復(fù)式濾波電路1．L型濾波在電容C濾波之前串接一個電感L，如圖（a）所示，即組成L型濾波器。整流后的脈動直流中的大部分交流分量降在電感L上，再經(jīng)過電容C的進(jìn)一步濾波后，負(fù)載RL得到更加平滑的電流、電壓波形。2．π型濾波在L型濾波器前并聯(lián)一個電容器，如圖（b）所示，即組成LCπ型濾波器，它使濾波效果進(jìn)一步改善。如果是小電流負(fù)載時，可將電感用一個電阻R代替，組成RCπ型濾波器，如圖（c）所示。比較項目濾波電路電容濾波電感濾波RC

π型濾波LC

π型濾波電路結(jié)構(gòu)負(fù)載

電壓半波較高Uo=U2低Uo=0.45U2較高Uo=U2較高Uo=U2橋式高Uo=1.2U2較高Uo=0.9U2高Uo=1.2U2高Uo=1.2U2輸出電流較小大小大負(fù)載能力差好差較好濾波效果較好較差較好較好對整流管的沖擊大小大較大主要特點輸出電壓波形平滑。輸出電壓值提高。通電瞬間對整流管沖擊大，負(fù)載能力差輸出電壓波形比較平滑。輸出直流電流大，負(fù)載能力好，通電瞬間對整流管無沖擊負(fù)載電流小時，濾波效果好，有降壓限流作用。直流電壓損耗大，負(fù)載能力差負(fù)載能力強，負(fù)載電流大時，濾波效果好。電感體積較大，但直流電壓損耗小適用范圍負(fù)載較輕，對直流穩(wěn)定度要求不高的場合負(fù)載較重，對直流穩(wěn)定度要求不高的場合負(fù)載較輕，對直流穩(wěn)定度要求較高的場合負(fù)載較重，對直流穩(wěn)定度要求較高的場合1.2整流濾波電路教學(xué)活動2：濾波電路1.2.2濾波電路常用濾波電路特性比較1.2整流濾波電路教學(xué)活動3：裝接與測試整流濾波電路【實訓(xùn)目標(biāo)】（1）會清點與檢測元器件；（2）能在印制電路板上完成整流、濾波電路的焊接；（3）能正確使用示波器與萬用表觀測電路的輸入電壓與輸出電壓；（4）能根據(jù)測試數(shù)據(jù)，分析濾波電容參數(shù)對濾波效果的影響；（5）實訓(xùn)過程中，積極探索，團(tuán)結(jié)協(xié)作，規(guī)范操作，遵守“6S”管理制度。【實訓(xùn)設(shè)備與器材】學(xué)生分為若干組，每組提供函數(shù)信號發(fā)生器、示波器各一臺，萬用表一塊，電路裝接所用的元器件及器材見表1-2-2（學(xué)生自備焊接工具）。序

號名

稱型號規(guī)格數(shù)

量配件圖號測試結(jié)果元件擺放區(qū)1金屬膜電阻器RJ－0.25－5.1kΩ1個RL

2電解電容器CD－16V－220μF2個C1

3

C2

4二極管1N40074只VD1

5

VD2

6

VD3

7

VD4

8撥動開關(guān)

2個S1

9

S2

10印制電路板配套1塊

11焊錫、松香

若干

12連接導(dǎo)線

若干

表1-2-2裝接與測試整流、濾波電路項目元器件及器材清單1.2整流濾波電路教學(xué)活動3：裝接與測試整流濾波電路【實訓(xùn)設(shè)備與器材】1.2整流濾波電路教學(xué)活動3：裝接與測試整流濾波電路【實訓(xùn)內(nèi)容與步驟】1．清點與檢測元器件根據(jù)元器件及材料清單清點并檢測元器件。將測試結(jié)果填入表1-2-2中，元器件正常的在“測試結(jié)果一欄中”畫“√”，如元器件有問題，及時提出并更換。將正常的元器件對應(yīng)擺放在表1-2-2中。2．裝接整流、濾波電路【實訓(xùn)注意事項】（1）按裝配圖進(jìn)行裝接，不漏裝、錯裝，不損壞元器件；（2）焊接電解電容與二極管時，一定要注意極性；（3）無漏焊、錯焊、虛焊和搭錫；（4）元器件排列整齊并符合工藝要求。1.2整流濾波電路教學(xué)活動3：裝接與測試整流濾波電路3．測試整流、濾波電路掃描媒體鏈接1-4二維碼調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器（媒體鏈接1-4

），輸出50Hz、20V（峰峰值）的正弦信號。檢查各元器件裝配無誤后，進(jìn)行以下測試。1）S1、S2均斷開用示波器（媒體鏈接1-5

）觀察ui和uo的波形，并在圖1-2-16中畫出。用萬用表的交流電壓擋測量ui的有效值Ui，用萬用表的直流電壓擋位測量uo的平均值Uo，記錄數(shù)據(jù)：Ui＝______________；Uo＝________________。2）S1閉合、S2斷開用示波器觀察ui和uo的波形，并在圖1-2-17中畫出。用萬用表的交流電壓擋測量ui的有效值Ui，用萬用表的直流電壓擋測量uo的平均值Uo，記錄數(shù)據(jù)：Ui＝______________；Uo＝________________。掃描媒體鏈接1-5二維碼1.2整流濾波電路教學(xué)活動3：裝接與測試整流濾波電路3．測試整流、濾波電路3）S1、S2均閉合用示波器觀察ui和uo的波形，并在圖1-2-18中畫出。用萬用表的交流電壓擋測量ui的有效值Ui，用萬用表的直流電壓擋測量uo的平均值Uo，記錄數(shù)據(jù)如下：Ui＝______________；Uo＝________________。圖1-2-16

S1、S2均斷開圖1-2-17

S1閉合、S2斷開圖1-2-18

S1、S2均閉合【實訓(xùn)注意事項】（1）電路裝接好之后才可通電，不能帶電改裝電路；（2）交流側(cè)的電路“接地”與直流側(cè)的電路“接地”不同。這一點，在對電路進(jìn)行測試時尤需注意，以免損壞儀器儀表。1.2整流濾波電路教學(xué)活動3：裝接與測試整流濾波電路3