单相桥式整流与滤波电路的安装和测试教案.doc

课题 学习任务1.2——单相桥式整流与滤波电路的安装和测试型 新课 授课班级 授课时数 教学目标 能够识读整流电路图了解整流电路的原理；学会合理选用整流电路元件。 能够识读滤波电路图了解滤波电路的原理；学会估算电容滤波电路的输出电压。会搭接桥式整流、电容滤波电路会用万用表和示波器测量整流滤波电路的相关电量参数和波形基础知识 整流和滤波电路 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V1、V3正偏导通，V2、V4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V2、V4正偏导通，V1、V3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 / 0.5 mA = 21.6mA ⑶整流二极管承受的最高反向电压为 URM = U2 = ×9 V ≈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