电子技术基础项目化教程课件 项目三 直流稳压电源的设计 3.3.1 任务一 二极管整流、电容滤波电路的测试.ppt

3.3项目实施3.3.1任务一二极管整流、电容滤波电路的测试下页总目录1．实验目的1）了解半波、桥式整流电容滤波电路的工作原理；2）掌握桥式整流电容滤波电路的测试方法；3）比较半波整流与桥式整流的特点；4）比较C型滤波与RC型滤波的特点；5）验证半波整流及桥式整流的输入电压有效值与其输出值Uo的关系。3.3.1任务一：二极管整流、电容滤波电路的测试下页上页首页2．实验原理（1）单相半波整流电路电路的组成及工作原理下页上页首页图3－18所示为单相半波整流电路。由于流过负载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦波，故称半波整流。图3－18单相半波整流电路直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值。即（2）单相桥式整流电路组成及工作原理利用整流二极管的单向导电性及一定的电路连接（半波或全波整流），将极性和瞬间值均作周期性变化的交流电，变换成瞬时值随时间变化，性不变的单向脉动直流电，两者最根本的区别在于交流电但极在一个周期中的平均值为零，即不含直流分量，而单向脉动电在一个周期中的平均值即直流分量Uo(AV)≠0。图3－19(a)是最常用的单相桥式整流电路。设电源变压器副边电压为U2=U2msinωt，其波形如图（3）所示，在U2正半周时，变压器副边绕组a端电位高于b端电位，二极管VD1、VD3受正向电压而导通，VD2、VD4受反向电压而截止。此时电流由a端流出，经VD1、RL、VD3回到b端，负载上得到上正下负的半波电压，且uo=u2；流过电阻上的电流io=i1，其电压、电流波形如图3－20所示。下页上页首页图3－20桥式整流波形图在U2负半周时，变压器副边绕组b端电位高于a端电位，二极管VD2、VD4受正向电压而导通，VD1、VD3受反向电压而截止。此时电流由b端流出，经VD2、RL、VD4回到a端，负载上仍得到上正下负的半波电压，且uo=u2；流过电阻上的电流io=i2，其电压、电流波形如图3－20所示。下页上页首页图3－20桥式整流波形图由上可见，变压器副边交流电压的极性虽在不停地变化，但负载上的电压总是上正下负，RL上得到一个全波电压，如图3－20所示。已知，负载上一个周期内的平均值（负载上的直流电压）为即下页上页首页（3）电容滤波电路及工作原理图3－21所示为桥式整流电容滤波的电路。它是一种并联滤波，滤波电容与负载电阻直接并联，因此，负载两端的电压等于电容器C两端电压。电容的充放电过程为电源电压的半个周期重复一次，因此，输出的直流电压波形更为平滑。下页上页首页图3－21电容滤波电路电容滤波电路输出电压波形如图3－22所示，设t=0时，uc=0V，当u2由零进入正半周时，整流电路导通，电容C被充电，电容电压uc随着u2逐渐增大，直至u2达到峰值。u2过了峰值开始下降，t=t2时，出现ucu2的现象，整流电路截止，电容C对负载电阻RL放电，放电持续到下一个正半周t=t3下页上页首页时刻，u2上升且大于uC，于是整流电路又重新导通，电容又被重新充电，这样不断地重复。因而负载两端电压u2的变化规律如图3-22的粗实线所示。图3－22电容滤波电路输出波形图在满足式条件下，电容器两端，也就是负载上的直流电压，可估算为UL=U2（半波）UL=1.2U2（桥式）下页上页首页3．实验仪器设备1）低压交流电源（3~24V）2）双踪示波器3）万用表4．实验器材1）二极管4007×42）电阻1KΩ下页上页首页5．实验电路下页上页首页图3-23半波整流、滤波电路6．实验步骤及内容（1）半波整流及滤波作用1）按所给图3-23正确连线，其中二极管选择4007，电容为220μF，负载为1KΩ。2）将低压交流电源打向12V位置，用导线接入电路，即U2=12V。3）断开开关S，用双踪示波器分别测UAB和UCD波形。根据测量结果，画出输入输出波形（时间轴要对齐）。用万用表的交流电压档测出电压UAB=（）V，用直流电压档测出输出电压UCD=（）V。下页上页首页4）闭合开关S，观察示波器上的输出波形的情况，若改变负载电阻，输出波形又发生怎样的变化？用万用表测出接上电容后的输