第十一章 整流、滤波及稳压电路
实验8整流、滤波及稳压电路
整流、滤波及稳压电路
二、实验仪器 1、示波器 2、数字万用表 3、直流毫安表 三、实验内容 1、半波整流电 路：实验电路如 图13-2所示, 用 示波器观察UZ及 UL的波形.并测量 UZ、UD、UL。
图13-2
整流、滤波及稳压电路
三、实验内容 2、桥式整流电路：实验电路如图13-3所示,用示波器观察UZ及UL的 形。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测量UZ、UD、UL。
图13-3
整流、滤波及稳压电路
三、实验内容 3、电容滤波电路： 实验电路如图13-4 所示。 (1) 当RL=1K 时，分别将不同的 电容接入电路，用 示波器观察UL波形， 用万用表的电压档 测量UL并记录。 (2)将RL=1K 改为150时，重复 上述实验。
图13-10
电容滤波电路
整流、滤波及稳压电路
整流、滤波及稳压电路
二、实验原理 1、电源变压器的作用是把220V电网电压变换成符合整流电路所需的电 压。 整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变换成脉动的直流 电。本实验采用单相桥式整流电路。 滤波电路：整流电路输出的电压是脉动的，即含有直流分量，又有 交流分量，经过滤波电路后，可将大部分交流分量滤掉，从而使波形变 得比较平滑的直流电压。本实验采用电容器滤波。 稳压电路：由于整流、滤波电路输出的直流电压稳定性较差，当电 网电压波动或负载变化时输出的电压也随之变化，采用稳压电路后，输 出电压的稳定程度将大为提高。本实验采用并联稳压电路、串联稳压电 路、集成稳压器。
0 与输出电流变化量△Io之比，即 R 0 ΔI0 源 ΔU 0
i
ΔU
。 Ro是稳压电
的另一个重要指标，它表示电源驱动负载的能力接近理想电压源的程 101 ~ 103 度，其值越小越好，一般在 。 （3）最大输出纹波电压是指在输出额定电流时，输出纹波电压的有 效值。纹波越小，表示稳压性能越高，一般在毫伏数量级，经特殊处 理可做到μV数量级。 3、串联型直流稳压电源的组成及电压调节 图13-1是串联型直流稳压电源的基本结构，它包括采样电阻R1、 R2，基准电源Dz，电压比较放大器T1 ，电压调整管T2和滤波电容C1、 C2及各种保护电路等三部分组成。
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
整流滤波稳压电路的发展趋势
高效率
随着能源消耗的日益关注，整流滤波稳压电路正朝着高效率、低 能耗的方向发展。
小型化
为了满足便携式电子设备的需求，整流滤波稳压电路正不断向小型 化、集成化的方向发展。
智能化
随着人工智能和物联网技术的快速发展，整流滤波稳压电路正朝着 智能化、远程控制的方向发展。
整流滤波稳压电路的未来展望
串联型稳压电路
要点一
总结词
输出电压稳定度高，负载调整率较高，但电路复杂，纹波 系数较大。
要点二
详细描述
串联型稳压电路由串联在电源电路中的调整管、比较放大 器和参考电压源组成。其工作原理与简单稳压电路相似， 通过比较放大器将输出电压与参考电压进行比较，然后调 整调整管以保持输出电压稳定。由于采用了串联方式，因 此其输出电压的稳定度和负载调整率较高。然而，由于电 路较为复杂，因此纹波系数较大。
04
应用与发展
整流滤波稳压电路的应用场景
电源供应
仪器仪表
整流滤波稳压电路广泛应用于各种电 子设备和系统的电源供应，如计算机、 电视、手机等。
在科学实验和测量领域，整流滤波稳 压电路为各种精密仪器和仪表提供稳 定的直流电源。
工业控制
在工业控制领域，整流滤波稳压电路 用于提供稳定可靠的电源，确保工业 设备的正常运行。
详细描述
桥式整流电路使用四个二极管组成一个电桥，使得交流电的正半周和负半周都能 通过负载，因此直流输出为交流输入的四倍。由于效率非常高，因此适用于负载 电流较大、对效率要求非常高的场合。
02
滤波电路
电容滤波电路
01
02
03
原理
利用电容的储能特性，将 整流后的脉动直流电平滑 成连续的直流电。
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。
整流滤波与稳压电路
物理实验中心实验指导书整流、滤波与稳压电路ﻬ整流、滤波与稳压电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电.整流电路由整流器件组成。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分，增加直流成分。
滤波电路直接接在整流电路后面，通常由电容器，电感器和电阻器按照一定的方式组合而成.作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载.稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图1所示。
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小，所以CL对直流阻抗小,对交流阻抗大，因此L 应与负载串联.经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
一、实验目的1。
了解整流、滤波电路的作用．２。
进一步熟悉示波器的使用.3。
观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。
二、实验原理为方便分析,把二极管当作理想器件,即认为它加上正向电压导通时电阻为零，加上反向电压截止时电阻为无穷大.电容器在电路中有储存和释放能量的作用,电源供给的电压升高时,它把部分能量储存起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。
1。
单相半波整流电路电路如图2所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、Ｂ端为负,二极管因承受正向电压而导通,电流I L通路是A-Ｖ1—RＬ－B。
忽略二极管正向压降时,输入电压全部加在负载R L上。
在输入交流电压负半周:B端为正、A端为负,二极管因承受反向电压而截止。
输入电压几乎全部降落在二极管V上，负载ＲＬ上电压基本为零。
图1 直流稳压电路方框图由图5可见，在交流电一个周期内,二极管半个周期导通半个周期截止，以后周期重复上述过程.2.单相桥式整流电路电路如图３所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、B端为负，即Ａ点电位高于B点电位。
整流、滤波、稳压电路ppt
(a) 为电容、电感构成的 Π 型滤波电路，(b) 为电阻、 电容组 成的 Π 型滤波电路。
当负载电阻 RL 较大时，用电阻 R 代替体积大的电感 L，也可得
到较好的滤波效果。
12
12.3 *晶闸管单相可控整流电路
桥式半控整流电路： 用晶闸管取代桥式整流电路中两 个桥臂的整流二极管。 整流输出电压波形：
的稳压过程。
输出电压 UO 基本保持不变。
17
12.4.3 串联型稳压电路
调整元件 VT 与负载 RL 串联。
元件作用：
VZ：为调整管提供稳定的基极电位。
R：稳压管的限流电阻，并为 VT 的基极电流提供通路。
VT：调整元件，工作在放大区。
稳压过程： 当电源电压或负载变化引起输出电压下降时，
UO
VE VB 恒定 UBE (=VB – VE)
2
（12.4）
5
12.1 整流电路
[例] 某电气设备采用桥式整流电路整流，电源电压为220 V 交 流电，需要整流输出的电压为 6 V ，电流为 25 mA，试求整流二 极管参数。
6
12.2 滤波电路
观察与思考
7
12.2.1 电容滤波电路
整流电路输出电压向负载供电的同时，也给电容充电。利用电容 器的充、放电特性，使输出电压平滑。
值增大。
只要选择合适的电容器容量C和负载电阻RL的阻值就可得
到良好的滤波效果。图12.4（b）中曲线3、2、1是对应不同容量滤
波电容的曲线。在曲线2时，负载两端电压的平均值估算
Uo= 1.2U2
3．电容滤波电路负载变化不宜过大、无法向负载提供较大的电流
9
12.2.2 电感滤波电路
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新授课
．工作原理：二极管正极电位高于负极电位或正极电位大于二极管死区电压，二导通后通过负载的电流方向不改变，从而在负载上得到极性不变的脉动直流
正半周时
次级线圈3正4负，二极管VD1、VD2导通，VD3
上获得单向脉动电流。
电流方向：3→VD1 →负载→ VD2 → 4。
负半周时
次级线圈4正3负，二极管VD3、VD4导通，VD1
上获得单向脉动电流。
电流方向：4→VD3 →负载→ VD4 → 3。
．电路特点：输出电压脉动小；每只整流二极管承受的最大反向电压也较小；变
第二节滤波电路
．滤波：保留脉动直流电的直流成分，滤除交流成分的过程。
．滤波器：能实现滤波作用的电路，通常由电容器、电感器和电阻器按一定方式平滑滤波器
平滑滤波器的电路与工作波形如图所示。
滤波前输入脉动直流电，滤波后，输出为平滑的直流电，而LC 组成的滤波电路，利用储能元件L 的储能作用实现滤波。
．参数选择 滤波电容L 的选择条件：L 选择越大，滤波效果越好，通常取值在几亨到几十亨。
对于直流成分：0L =X ，而∞=C X 。
因此，直流输出电压是由电感线圈的直流电L R 来分压。
直流电压全部降在负载电阻L R 上。
对于交流成分：C L X X >>。
因此，交流成分几乎全部降落在线圈L 的两端，而电容两端的交流电压降极小。
滤波电容和平滑电容一般都采用电解电容器。
第三节 稳压电路
稳压电路：当电网电压波动或负载发生变化时，能使输出电压稳定的电路。
1 硅稳压二极管特性实验
．安装如图所示实验线路。
．记录实验结果，分析归纳。
一、硅稳压二极管的工作特性
硅稳压二极管：晶体管稳压电路的基本元件，是一种特殊的二极管，符号：。
新授课
变压器：变压，将网电（交流220V）降至所需交流电压。
整流电路：整流，将交流电整流成脉动直流电。
滤波器：滤波，将脉动直流电转换为平滑直流电。
稳压器：稳亚，将平滑直流电变成稳定的恒压直流电。
．电路图如图所示
3．桥式整流电路构成：二极管VD1、VD2、VD3、VD4组成，桥式整流器直接与供电电网相接。
滤波电路构成：电容121R C C 和电阻、组成。
稳压电路构成：稳压二极管VD5、R 2，稳压电路与负载L R 相接。
四、直流稳压电源的工作原理
实验 直流稳压电源电路实验 1．在实验板上安装（a ）图电路。
2．用自耦调压器将电源变压器与电网连接起来。
调节自耦变压器，使1与2点间的电压为220 V 。
3．将变压器二次电压12.6 V 加到桥式整流器的输入端，并用示波器观察3和4间的波形。
4．示波器与万用表分别测量5与6点、7与6点间的电压和波形。
5．将示波器与直流电压表接在点8和6点间，用2.2 k Ω 电位器作为电路负载。
电流表测量输出电流。
6．利用自耦调压器将输入电压作在％10±的范围内调整，即分别使V 200i =U V 240=，测量相应的输出电压。
7．关掉电源、拆掉电路。
对实验结果进行分析和归纳总结：
（1）结合3、5、7、8是波形变化，说明各部分作用。
（2）输入电压调整时，输出为什么可稳定。
（二）实用举例
．单路输出负电压的接法。