整流滤波实验报告.pdf
-整流滤波的电路设计实验整流滤波的电路设计实验一、实验目的一、实验目的：1、研究半波整流电路，全波整流电路。2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。二、实验仪器实验仪器：示波器，6v 交流电源，面包板，电容470uF、10uF电阻200,100,50,25，导线假设干。三、实验原理实验原理：1 1、实验思路、实验思路利用二极管正向导通反向截至的特性，与RC 电路的特性，通过二极管、电阻与电容的串并联设计出各种整流电路和滤波电路进展研究。2 2、半波整流电路、半波整流电路变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。利用二极管的单向导电性，只有半个周期有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。2.1 单相半波整流只在交流电压的半个周期才有电流流过负载的电路称为单相半波整流电路。原理：如图4.1，利用二极管的单向导电性，在输入电压Ui 为正的半个周期，二极管正向偏置，处于导通状态，负载 RL 上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在 Ui 为负的半个周期，二极管反向偏置，处于关断状态，电流根本上等于零。由于二极管的单向导电作用，将输入的交流电压变换成为负载RL 两端的单向脉动电压，到达整流目的，其波形如图4.2。3 3、全波桥式整流、全波桥式整流前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如图6.2.1-3 所示。假设输入交流电仍为ui(t)UPsint8则经桥式整流后的输出电压u0(t)为一个周期u0UPsint0 t 9u0 UPsintt 2其相应直流平均值为.z.-u01T2u(t)dt UP 0.637UP100T0由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍忽略整流阻时。（1）滤波电路经过整流后的电压电流仍然是有“脉动的直流电，为了减少被波动，通常要加滤波器，常用的滤波电路有电容、电感滤波等。现介绍最简单的滤波电路。电容滤波电路电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。我们已经知道电容器的充、放电原理。图 6.2.1-4 所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。设在t0时刻接通电源，整流元件的正向电阻很小，可略去不计，在 t=t1时，UC到达峰值为2Ui。此后 Ui以正弦规律下降直到 t2时刻，二极管D 不再导电，电容开场放电，UC缓慢下降，一直到下一个周期。电压 Ui上升到和 UC相等时，即 t3以后，二极管 D 又开场导通，电容充电，直到 t4。在这以后，二极管 D 又截止，UC又按上述规律下降，如此周而复始，形成了周期性的电容器充电放电过程。在这个过程中，二极管 D 并不是在整个半周都导通的，从图上可以看到二极管D 只在 t3到 t4段导通并向电容器充电。由于电容器的电压不能突变，故在这一小段时间，它可以被看成是一个反电动势类似蓄电池。由电容两端的电压不能突变的特点，到达输出波形趋于平滑的目的。经滤波后的输出波形如图6.2.1-5 所示。四、实验容及观测现象记录四、实验容及观测现象记录半波整流半波整流整流前时间格 5ms电压格 5整流后时间格 5ms电压格 5电阻 200电容 10uF,35V2 2 全波整流全波整流整流波形整流波形整流前时间格 5ms电压格 5整流后时间格 5ms电压格 5电阻 200电容滤波电容滤波时间格 5ms电压格 5电容 10uF,35V.z.-桥式整流时间格 5ms电压格 5电容 10uF,35V电阻 200时间格 5ms电压格 5电容 10uF,35V电阻 100时间格 5ms电压格 5电容 10uF,35V电阻 50时间格 5ms电压格 5电容 10uF,35V电阻 25时间格 5ms电压格 2电容 470uF,35V电阻 200时间格 5ms电压格 2电容 470uF,35V电阻 100时间格 5ms电压格 2电容 470uF,35V电阻 50时间格 5ms电压格 2电容 470uF,35V电阻 25五、思考题五、思考题1 1、半波整流电路和全波桥式整流电路的工作原理分别是、半波整流电路和全波桥式整流电路的工作原理分别是.1、半波整流电路工作原理：设变压器二次绕组的交流电压 u2=U2sint，式中，U2为二次电压有效值。u2的波形如图7.1.2a所示。图7.1.1 单相半波整流电路(1)正半周 u2瞬时极性 a(+)，b(-)，VD 正偏导通，二极管和负载上有电流流过。假设向压降UF 忽略不计，则 uo=u2。单项半空桥式电路(2)负半周 u2瞬时极性 a(-)，b(+)，VD 反偏截止，IF0，uD=u2。2、半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用。此时采用全波整流。全波桥式整流电路如下：.z.-图6.2.1-3桥式整流电路和波形图假设输入交流电仍为(8)则经桥式整流后的输出电压为(一个周期)：(9)其相应直流平均值为：(10)由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少,平均值比半波整流提高了一倍忽略整流阻2 2、两种电路的整流、滤波输出电压中各成分与滤波电容容量及负载电阻阻值大小的有什么关系、两种电路的整流、滤波输出电压中各成分与滤波电容容量及负载电阻阻值大小的有什么关系.1、由实验图像得：电容的容量越大，输出的交流成分的波形幅度越小，即输出电压越平稳。2、由实验图像得：负载电阻阻值越小，输出的交流成分的波形幅度越小，即输出电压越平稳。.z.
