第一课整流滤波与稳压电路
整流滤波与稳压电路实验报告
整流滤波与稳压电路实验报告整流滤波与稳压电路实验报告一、引言电子技术在现代社会中起着重要的作用，而电路是电子技术的基础。
在电路实验中，整流滤波与稳压电路是常见的实验内容。
本实验旨在通过实际操作，探索整流滤波与稳压电路的原理和应用。
二、实验目的1. 了解整流滤波电路的原理和特点；2. 掌握稳压电路的原理和设计方法；3. 实际搭建整流滤波与稳压电路，观察电路的输出特性。
三、实验原理1. 整流滤波电路整流滤波电路是将交流电转换为直流电的电路。
在实验中常用的整流电路有单相半波整流电路和单相全波整流电路。
半波整流电路只能利用交流电的一半周期，而全波整流电路则能利用交流电的整个周期。
为了减小输出波形中的纹波，需要加入滤波电路，常用的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。
2. 稳压电路稳压电路是在输入电压变化时，通过控制电路元件的导通和截止，使输出电压保持稳定的电路。
常见的稳压电路有简单稳压电路、Zener稳压电路和集成稳压电路。
其中，简单稳压电路通过二极管的正向压降来稳定输出电压，Zener稳压电路则利用Zener二极管的反向击穿特性来实现稳压。
四、实验步骤1. 整流滤波电路实验步骤：（1）搭建单相半波整流电路，连接电源和负载电阻；（2）观察输出电压波形，记录纹波电压的大小；（3）在输出端并联适当容量的电容，搭建电容滤波电路；（4）观察滤波后的输出电压波形，记录纹波电压的大小。
2. 稳压电路实验步骤：（1）搭建简单稳压电路，将Zener二极管与负载电阻串联；（2）调节输入电压，观察输出电压的稳定性；（3）更换Zener二极管，观察输出电压的变化；（4）搭建集成稳压电路，观察其输出电压的稳定性。
五、实验结果与分析1. 整流滤波电路实验结果：（1）单相半波整流电路输出的纹波电压较大，波形不稳定；（2）加入电容滤波电路后，输出电压波形更加平滑，纹波电压减小。
2. 稳压电路实验结果：（1）简单稳压电路能够在一定范围内稳定输出电压；（2）更换Zener二极管后，输出电压发生变化；（3）集成稳压电路输出电压稳定性较好。
电源设计原理之整流滤波稳压电源
（2）参数计算
根据图1.02（b）可知，输出电压是单相脉动电压。 通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为
1π 2 2 VO VL 2V2 sin td t V2 0.9V2 π0 π
流过负载的平均电流为 流过二极管的平均电流为
IL
即： U O(AV)
T 2U 2 ( 1 ) 4RLC
Io(AV)= Uo(AV)/RL
脉动系数S：采用近似波形计算。 以（Uomax－Uomin）为基波峰-峰值，则
U Omax U Omin T U Omax 2 4RLC T U Omax T 1 4RLC S T 4RLC 4R C T L U Omax ( 1 ) 1 4RLC T
C
RL
uo
2 U2
0.9U2
0
2
3
t
0.45U2
0
UDR
半波整流电容滤波 Io 电路的外特性
名 称 半波整流 全波整流 电容滤波 桥式整流 电容滤波 桥式整流 电感滤波
VL(空载)
VL(带载)
二极管反向 最大电压
2V 2 2 2V 2Fra bibliotek每管平均 电流 IL 0.5IL 0.5IL 0.5IL
2V2
2V 2
0.45V2
1.2V2* 1.2V2* 0.9V2
2V 2
2V 2
2V 2
2V 2
*使用条件：
T d RLC (3 ~ 5) 2
整流滤波电路设计举例
例 设计一个桥式整流电容滤波电路，用 220V、50Hz交流 供电，要求输出直流电压Uo＝45V，负载电流IL＝200mA。
整流、滤波和稳压电路
整流、滤波和稳压电路滤波电路交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。
这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。
要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。
换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。
一、电容滤波电容器是一个储存电能的仓库。
在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。
电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。
在二极管导通期间，e2 向负载电阻R fz提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。
e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。
这时，D受反向电压，不能导通，于是Uc便通过负载电阻R fz放电。
由于C和R fz较大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上的电压降得不多。
当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时，又再次对电容器充电。
如此重复，电容器C两端（即负载电阻R fz：两端）便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
图5-10（a）（b）中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。
显然，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。
但是，电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。
通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。
表5-2 中所列滤波电容器容量和输出电流的关系，可供参考。
整流、滤波和稳压电路
整流、滤波和稳压电路第一节整流电路电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。
整流，就是把交流电变为直流电的过程。
利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。
下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻R fz，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉动直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压U sc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压U sc=0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
二、全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
整流滤波及串联稳压电路_图文
实验原理
②输出电阻
③温度系数
No Image
串联式稳压电路的构成
实验原理
串联稳压电路由四部分组成：基准电压、取样电路、放大 比较环节、调整管。
取样电路
复合调整管
比较放大
基准电压
No Image
稳压电路的工作原理
当输入电压升高时：
实验原理
No Image
稳压电路的工作原理
当负载电流加大时：
整流电路
实验原理
整流电路的实现主要是利用了二极管的单向导电性。整流 电路有多种，通常包括单相半波、全波、桥式和倍压等多 种形式。桥式整流电路在实际应用最为广泛，本实验就是 采用了这样的电路：
桥式整流电路的工作原理：
实验原理
当V2处于正半周时，D1、D3导通，D2、D4截止；
u2
桥式整流电路的工作原理：
实验原理
No Image
稳压电路的输出范围：
输出电压：
实验原理
由此也可以Байду номын сангаас出：调节RP或改变R4、R5就可以改变 稳压电路的输出值。
No Image
连接电路
测量并记录数据： １ 用示波器测量全波整流后的输出波形： ２ 用示波器测量接入不同电容滤波后的输出波形：
用万用表测量滤波后的电压值：
连接电路
实验原理
整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但是脉动较大， 含有较大的谐波成分，不能适应大多数电子线路及设备的 需要。滤波电路可以滤去整流输出电压中的纹波，一般由 电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容或串联电感， 以及由电容、电感组合成的各种复合式滤波电路。
滤波电路
当空载（RL=∞）时：
实验原理
《整流滤波稳压电路》课件
自动化生产线
自动化生产线需要大量的传感器和控制器，整流滤波稳压电路能够为这些设备提供可靠的电源。
数控机床
数控机床需要精确控制电机，整流滤波稳压电路能够提供稳定的直流电源，确保加工精度。
工业机器人
工业机器人需要高精度的控制系统和电机驱动，整流滤波稳压电路能够提供稳定的直流电源，确保机器人的运动精度和稳定性。
总结词
桥式整流电路由四个整流二极管和负载组成，形成一个电桥的形状。在交流电的正负半周期内，两个二极管导通，另两个二极管截止，从而使得负载获得一个连续的直流电。桥式整流电路的效率高、可靠性好，适用于大电流和高电压的应用场景。
详细描述
滤波电路
总结词
利用电容的储能特性来平滑整流后的脉动直流电压。
详细描述
详细描述
稳压电路
由电源变压器、整流器、滤波器和稳压器组成。
简单稳压电路的组成
通过变压器将交流电转换为低压交流电，再经过整流器将低压交流电转换为直流电，然后经过滤波器滤除纹波，最后通过稳压器稳定输出电压。
简单稳压电路的工作原理
结构简单，成本低，但稳压精度不高，纹波系数较大。
简单稳压电路的特点
串联型稳压电路的组成
由电源变压器、整流器、滤波器、调整管和取样放大器组成。
03
开关型稳压电路的特点
稳压精度高，纹波系数小，效率高，但结构复杂，成本较高。
01
开关型稳压电路的组成
由电源变压器、整流器、滤波器、开关管和脉冲宽度调制器组成。
02
开关型稳压电路的工作原理
通过脉冲宽度调制器控制开关管的通断时间，从而稳定输出电压。
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整流滤波稳压电路原理
整流滤波稳压电路原理一、引言稳压电路是现代电子设备中常用的一种电路，其作用是将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，以保证电子设备的正常工作。
而整流滤波稳压电路则是稳压电路中的一种重要形式，本文将详细介绍整流滤波稳压电路的原理和工作过程。
二、整流滤波稳压电路的原理整流滤波稳压电路主要包括整流电路和滤波电路两部分。
整流电路的作用是将交流输入电压转换为直流电压，而滤波电路则用于去除直流电压中的纹波，得到稳定的直流输出电压。
1. 整流电路整流电路采用整流元件（如二极管）将输入电压的负半周期或正半周期截取，使其成为单向导通的电流。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路两种。
（1）半波整流电路半波整流电路只能将输入电压的正半周期截取，而负半周期则被截去。
其电路中只需一个二极管即可实现，结构简单、成本低廉，但输出电压的纹波较大，稳定性较差。
（2）全波整流电路全波整流电路能够将输入电压的正半周期和负半周期均截取。
其电路中一般采用两个二极管，实现了电流的双向导通。
相比半波整流电路，全波整流电路的输出电压波动较小，稳定性较好。
2. 滤波电路滤波电路的作用是将整流后的直流电压中的纹波去除，得到稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路两种。
（1）电容滤波电路电容滤波电路通过在电路中串联一个电容器，将纹波电压的高频成分通过电容器绕过，从而实现对纹波的滤波作用。
电容滤波电路具有结构简单、成本低廉的优点，但对于低频纹波的滤波效果较差。
（2）电感滤波电路电感滤波电路通过在电路中串联一个电感元件，利用电感元件的自感性质，将纹波电压的低频成分通过电感元件绕过，从而实现对纹波的滤波作用。
电感滤波电路对于低频纹波的滤波效果较好，但结构复杂、成本较高。
三、整流滤波稳压电路的工作过程整流滤波稳压电路的工作过程如下：1. 输入电压经过整流电路，将交流电压转换为直流电压。
2. 直流电压经过滤波电路，去除直流电压中的纹波成分。
整流滤波与并联稳压电路
实验2.5 整流、滤波与稳压电路一、实验目的1、掌握单相半波、全波、桥式整流电路的工作原理及测量方法。
2、观察了解电容滤波作用及测量方法。
3、了解稳压二极管的稳压作用。
二、实验原理整流是把交流电变成单向脉动直流电的过程，整流的基本器件是整流二极管。
利用其单向导电性即可把交流电转换成直流电。
半波整流和桥式整流电路分别如图2.5.1和图2.5.2所示。
在图2.5.1中，经过半波整流后负载上得的直流电压为(K打开时) UL =0.45U2(其中U2为副边电压的有效值)。
在图2.5.2中，经过桥式整流后负载（R + RL ）上的得到的直流电压为（K1、K2同时打开时）U34=0.9U2。
在图2.5.2中，滤波作用则是降低输出电压中的脉动成分，得到较为理想的直流电源，常用的滤波电路有C型、π型和T型。
对于桥式整流C型滤波（合上开关K1），结构简单，其输出电压为 U34≈1.2U2。
R L15V220V U2KU L图9-115V220V图9-2D1D3 D4D2K1 K2U Z R L1KC D w①②③④⑤⑥~470μFRU LU2图2.5.1 半波整流电路图图2.5.2 桥式整流电路图141在图2.5.1中，半波整流C型滤波（合上开关K）其输出电压 UL U2。
经电容滤波后,输出电压的纹波减小,直流分量得到提高。
在图2.5.2中R为限流电阻，其作用是通过调节自身的压降来保持输出电压的基本不变。
Dw为稳压二极管，它是利用其反向击穿的伏安特性来实现稳压的（可参考教材中有关内容）。
若合上K1、K2时，UL=UZ(UZ为稳压二极管的稳压值)。
三、实验设备1、模拟电路实验箱一套2、示波器一台3、数字万用表一块四、实验任务及步骤按表2.5.1所规定的顺序及内容，用万用表电压档（AC或DC）测量有关电压，并用双踪示波器观察有关波形，按实验电路图2.5.2连线。
表2.5.1142五、实验报告要求1.根据所测得的电源电压U12，分别用理论公式计算出相关的U34与U56，并与实测结果进行比较。
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1．观察整流、滤波、稳压电路的输入、输出波形，电容器 的作用及稳压管的稳压特性。
2．测量电路外特性。 3. 熟悉和掌握线性集成稳压电路的工作原理和使用方法。
1
实验内容和线路
1.波形观察(观察并记录波形)
桥式整流输入电压vi接15V低压交流电源。 1)变压器输出电压A、F
注意事项p72
万用表直流毫安档 mA COM
示波器
2
2)半波整流输出电压C、E
万用表直流毫安档 mA COM
示波器
3
3)全波整流输出电压D、E (D2与D4间连接，构成全波整流)
万用表直流毫安档 mA COM
示波器
4
4)整流+滤波输出
a)B、E波形
万用表直流毫安档 mA COM
示波器
5
4)整流+滤波输出
a)D、E波形
万用表直流毫安档 mA COM
10
3.测量整流、电容滤波电源的外特性
调节可变电阻RL，使IO为下列各值，测量UO。
万用表直流毫安档 mA COM
万用表直流电压档
V
COM
I O（mA） 0（负载开路）
10
15
V）
11
示波器
6
5)整流+滤波+稳压输出
万用表直流毫安档 mA COM
示波器
7
2.测量整流、电容滤波电源的外特性
调节可变电阻RL，使IO为下列各值，测量UO。
万用表直流毫安档 mA COM
万用表直流电压档
V
COM
I O（mA） 0（负载开路）
12
15
20
25
30
40
U O（V）
8
精品课件！
9
精品课件！