单相桥式整流与滤波电路的安装和测试教案.pdf

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1、课课题题授课班级授课班级学习任务学习任务 1.21.2-单相桥式整流与滤波电路单相桥式整流与滤波电路的安装和测试的安装和测试1.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。2.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.3.学会搭接桥式整流、电容滤波电路4.学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1.2.3.4.整流的概念，单向桥式整流的结构滤波的概念，电容滤波电路的结构整流和滤波元件的选用整理滤波电路的搭接、相关电参量和波形的测量整理、滤波电路的搭接、调试和测量课课型型授课时数授课时数新课新课教学目标教学目标教学重点教学重点教

2、学难点教学难点学情分析学情分析教学效果教学效果教后记教后记1基础知识基础知识整流和滤波电路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单相桥式整流电路单相桥式整流电路将交流电变换为直流电（脉动交流电变换为直流电（脉动)的过程称为整流的过程称为整流,利用二极管的单向导电利用二极管的单向导电性可以实现整流性可以实现整流。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.电路结构单相桥式整流电路如图 17 所示。在电路中,4 4 只整流二极管连接成电只整流

3、二极管连接成电桥形式桥形式，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单相桥式整流电路工作原理在交流电压 u2的正半周（即 0t1）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 18(a）所示。在交流电压 u2的负半周（即 t1t2)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-

4、10(c)所示.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 示讲解结合演 示讲解实物展示结合演 示讲解习题讲 解及联系 巩固结合演 示讲解并 开展实训结合演 示讲解并 开展实训结合演 示讲解并 开展实训相关链接兴趣发展观看视频2图 1-8单相桥式整流电路工作原理在交流电压在交流电压 u u2 2的一个周期（正、负各半周）内，都有相同一方向的电流的一个周期（正、负各半周）内，都有相同一方向的电流流过流过 RLRL，4 4 只整流二极管中只整流二极管中,两只导通时另两只截止两只导通时另两只截止,轮流导通工作轮流导通工作，并以周期性地重复工作过程。在负载 RL上

5、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 19全桥整流堆滤波电路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 18（c)和图 110 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滤除脉动直流电中包含的交流成分，而保留其直流成分流成分

6、，而保留其直流成分，这就是滤波滤波的概念。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 110所示。图 110滤波前后电源的波形电容滤波电路电容滤波电路如图 111 所示。在整流器输出端并接电容整流器输出端并接电容C C，利用电容电容“通交隔直”“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 111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

7、化较小的场合。例例 1 11 1在单相桥式整流电容滤波电路中,如果负载电阻为 500，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。3解解：按表 1-2，电路输出的直流电压 UL=1.2U2=1。29=10。8V负载电流 IL=UL/RL=10。8/0.5 mA=21。6mA整流二极管承受的最高反向电压为 URM=U2=9 V12。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）.应选择耐压大于 12.7V 的滤波电容。电感滤波

8、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整流器输出端串接电感L L，利用电感“通利用电感“通直隔交”的特点直隔交”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 电感滤波电路复式滤波电路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滤波效果要好好。型 RC 滤波电路图 1-13 型 RC 滤波电路LC 型滤波电路图 1-14LC 型滤波电路 型 LC

9、 滤波电路图 115 型 LC 滤波电路工作步骤工作步骤步骤一：电路连接步骤一：电路连接识别实训教室所提供的电子元器件，并判断按表 11 所提供的元器件是否符合图 116 电路的要求（整流电路输入的交流电压 U2=9V).在面包板上连接图 l16 电路。图 l16单相桥式整流和滤波电路4步骤二步骤二:电路的调试与测量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。桥式整流电路在电路“4、5端接入 9V 交流电源（由实验台提供）,所有拨动开关 S1S5 均断开（如图 1-16 中所示状态）.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

10、 中.闭合开关 S3,测量负载电阻 RL两端电压 U23，填入表 13 中。电容滤波电路闭合开关 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。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 14 中。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。复式滤波(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（型滤波）电路；测量 U23，并填入表 1-4 中.表 1-4滤波电路测量记录电容滤波电

11、路电感滤波电路复式滤波电路电容滤波电压 U13/负载电压 U23步骤三步骤三:观察输出电压的波形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 117滤波电路电压波形记录.电容滤波断开所有开关 S1S5，用示波器观察电路中电压 U45和 U13的波形，5并绘在图 117(a）、（b）、（c）中。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117（a）中；并比较开关 S1 闭合前、后电压 U13的波形。电感滤波闭合开关 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）

12、中。比较开关 S2 闭合前后的电压波形。复合滤波(型滤波）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(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。比较开关 S1、S4、S5 闭合前、后电压 U23的波形。多媒体资源多媒体资源双踪示波器及其使用方法.练习练习练习题填空 7,8，9,10，11,12，13；选择 7，8,9,10,11，12，13，14；判断 7,8，9,101.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。小结小结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布置作业练习题综合 6，7，9,10，11，12，136