实训十一 二极管整流,电容滤波电路
实训十一 二极管整流、电容滤波电路
一、实训目的
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;
. 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。
二、实训测试原理
1(单相半波整流电路工作原理
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。输出电压的平均值是
2ππ1122 U,Ud(ωt),2Usinωtd(ωt),U,0.45UOO222,,002π2π2π
2(单相桥式整流电路工作原理
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,但极性不变的单向脉动直流电,两者最根本的区别在于交流电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U ?0。 o(AV)
u,2Usin,t若输入信号,负载上一个周期内的平均值(负载上的直流电压)为22
,1U,2Usintd(t),,U,0.9U 即 o2o2,,0
3(电容滤波电路
图(1)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。
图(1) 电容滤波电路 图(2) 输出波形图
基本工作原理
)所示,设t=0时,u=0V,当u由零进入正半周电容滤波电路输出电压波形如图(2c2时,此时整流电路导通,电容C被充电,电容两端电压u 随着u的上升而逐渐增大,直至c2u达到峰值。由于电容充电电路的二极管正向导通电阻很小,所以电容充电回路时间常数小,2
u紧随u升高。此后,u过了峰值开始下降,由于u在最大值附近的下降速度很慢,而电c222
容电压开始下降较快,以后越来越慢,t=t时,出现u>u的现象,整流电路截止,电容C2c2对负载电阻R放电,放电回路由C和R串联而成,在R和C足够大的情况下,电容放电LLL回路时间常数大,放电持续到下一个正半周t=t时刻,u上升且大于u,于是整流电路又32C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u的变化规律如图(5)2的粗实线所示。
在满足式 T0.01C?(3~5),(3~5)RRLL
条件下,电容器两端,也就是负载上的直流电压,可估算为
U=U(半波) L2
U=1.2U(桥式) L2
三、实训仪器设备
1. 低压交流电源(3~24V)
2. 双踪示波器
3. 万用表
四、实训器材
1. 二极管4007×4
2. 电容器 220μF
3. 电阻1KΩ
五、测试电路
图(3) 半波整流、滤波电路
图(4)桥式整流滤波电路
六、测试步骤及内容
(一)半波整流及滤波作用
1. 按所给图(3)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u=12V。 2
3. 断开开关S,用双踪示波器分别测U和U波形。根据测量结果,画出输入输出ABCD
波形(时间轴要对齐)。用万用表的交流电压档测出电压U=( )V,用直流电压档AB
测出输出电压U=( )V。 CD
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出电压U=( )V。 CD
(二)、全波整流及滤波作用
1. 按所给图(4)正确连线,其中四个二极管均选择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u=12V。 2
3. 断开开关S,用双踪示波器分别测U和U波形。根据测量结果,画出输入输出ABCD
波形(时间轴要对齐)。用万用表的交流电压档测出电压U=( )V,用直流电压档AB
测出输出电压U=( )V。 CD
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出电压U=( )V。 CD
七、思考
题
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1. 在桥式整流中,D,D承受的最大反向电压各是多少, 12
2. 验证无滤波时,负载整流电压。
3. 在桥式整流中,若有一管子的电极接反了,你估计会出现什么问题,