单相桥式整流滤波电路基础
单相桥式整流滤波电路教案
单相桥式整流滤波电路教案第一章：教学目标与内容简介1.1 教学目标让学生了解并掌握单相桥式整流滤波电路的基本原理。
培养学生能够分析并设计单相桥式整流滤波电路的能力。
引导学生掌握单相桥式整流滤波电路的应用领域。
1.2 内容简介单相桥式整流滤波电路的基本原理。
单相桥式整流滤波电路的电路组成。
单相桥式整流滤波电路的工作原理。
单相桥式整流滤波电路的应用领域。
第二章：单相桥式整流电路原理2.1 基本原理引导学生了解单相桥式整流电路的工作原理。
分析单相桥式整流电路的输入输出特性。
2.2 电路组成介绍单相桥式整流电路的电路组成及各个元件的作用。
分析各个元件的选型及参数。
第三章：滤波电路原理3.1 基本原理引导学生了解滤波电路的作用和原理。
分析滤波电路的类型及应用。
3.2 电路组成介绍滤波电路的电路组成及各个元件的作用。
分析各个元件的选型及参数。
第四章：单相桥式整流滤波电路的设计与仿真4.1 设计方法讲解单相桥式整流滤波电路的设计方法。
分析设计过程中需要考虑的因素。
4.2 仿真实验利用仿真软件进行单相桥式整流滤波电路的仿真实验。
分析实验结果，验证电路的正确性。
第五章：应用案例分析5.1 应用领域介绍介绍单相桥式整流滤波电路在实际应用中的领域。
分析各个应用领域的具体实例。
5.2 案例分析分析具体应用案例中单相桥式整流滤波电路的工作原理。
引导学生掌握在实际应用中如何选择和设计单相桥式整流滤波电路。
第六章：故障分析与维护6.1 故障分析介绍单相桥式整流滤波电路常见故障现象。
分析故障产生的原因及解决方法。
6.2 维护方法讲解单相桥式整流滤波电路的维护方法。
引导学生掌握电路故障的检测与排除技巧。
第七章：电路优化与提高7.1 电路优化分析单相桥式整流滤波电路的性能指标。
介绍如何对电路进行优化以提高性能。
7.2 性能提高讲解电路性能提高的方法和技巧。
分析实际应用中如何进行电路性能的提高。
第八章：实验操作与技能训练8.1 实验设备与材料介绍进行单相桥式整流滤波电路实验所需的设备与材料。
第一节单相全波整流和滤波电路
第一节 单相全波整流和滤波电路 单相全波整流和滤波电路
3．波形图 ． 个二极管组合封装在一起， 将 4个二极管组合封装在一起 ， 个二极管组合封装在一起 制成单相桥式整流器，如图所示。 制成单相桥式整流器，如图所示。
第一节 单相全波整流和滤波电路 单相全波整流和滤波电路
二、滤波电路
1．电容滤波电路 ．
稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量，若需要 稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量， 进一步扩大输出电流， 进一步扩大输出电流，可采用功率容量更大的调整管且接成复合 调整管。 调整管。
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
[例 7-1] 在图中，已知输入电压 VI = 20 V，基准电压 VZ = 6 例 在图中， ， V ，取样电阻 R1 = R2 = RP = 2 kΩ，试求：（1）输出电压 VO 的可 Ω 试求： ） 调范围； 调范围；（2）设调整管的饱和压降 VCES 约为 2 V，为使电路正常 ） ， 工作， 最小值应为多少？ 工作，输入电压 VI 最小值应为多少？
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
3．实用电路 ．
稳压原理： 稳压原理：
VO 增大 (减小 ) → I B 减小(增大 ) → I C减小(增大 ) → VCE 增大 (减小 ) → 限制 VO 变化
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
二、串联调整型稳压电路
连续调整型直流稳压电路 第二节 连续调整型直流稳压电路
一、串联调整型直流稳压电路的基本原理
1．工作原理 ． 增大， ① 输入电压 VI 增大 ，致使 VO 增大 ， 增大 RP ， 其上压降增大 ， VO 的增大也受到了限制。 的增大也受到了限制。 不变， 增大时，输出电压亦将增大， ② VI 不变， RL 增大时，输出电压亦将增大，此时增大 RP 使分压系数减小， 的增大受到限制。 使分压系数减小，就可以使 VO 的增大受到限制。 与负载串联,故称为串联型稳压电路。 因调整元件 RP 与负载串联,故称为串联型稳压电路。
单相桥式整流电容滤波电路
单相桥式整流电容滤波电路单相桥式整流电容滤波电路是一种常见的电力电子电路，用于将交流电转换为直流电并进行滤波，以满足各种电子设备对直流电的需求。
本文将从电路原理、工作过程、性能特点和应用领域等方面对单相桥式整流电容滤波电路进行详细介绍。
一、电路原理单相桥式整流电容滤波电路由四个二极管和一个电容器组成。
其中，二极管呈桥式连接，电容器则连接在输出负载端。
交流电源连接到桥式整流电路的输入端，通过二极管的导通和截止，将交流电转换为脉动的直流电，再通过电容器的充放电过程实现对直流电的滤波，使其更加稳定平滑。
二、工作过程1. 正半周：当交流电源电压为正值时，D1和D3二极管导通，D2和D4二极管截止，此时电流从交流电源正极经D1、D3流入负载，再经负载流回交流电源负极，完成一个正半周的整流。
2. 负半周：当交流电源电压为负值时，D2和D4二极管导通，D1和D3二极管截止，此时电流从交流电源负极经D2、D4流入负载，再经负载流回交流电源正极，完成一个负半周的整流。
三、性能特点1. 效率高：桥式整流电路的效率较高，能够实现大部分输入功率的输出。
2. 输出纹波小：由于电容器的滤波作用，整流电路的输出纹波较小，可以满足对电压稳定性要求较高的应用场合。
3. 体积小：相比其他整流电路，单相桥式整流电容滤波电路结构简单紧凑，体积较小，适合应用于空间有限的场所。
4. 成本低：由于电路所需元件较少，制造成本相对较低，适合大规模生产和应用。
四、应用领域单相桥式整流电容滤波电路广泛应用于各种需要直流电源供电的领域，包括但不限于以下几个方面：1. 家电领域：如电视机、洗衣机、冰箱等家用电器，需要将交流电转换为稳定的直流电供给内部电路。
2. 电子设备领域：如计算机、手机、音响等电子产品，需要稳定的直流电源来保证设备正常运行。
3. 工业自动化领域：工厂中的各种自动化设备，如机床、输送机等，需要直流电源供电以保证设备的稳定性和可靠性。
4. 通信领域：通信基站、交换机等通信设备，需要稳定的直流电源以确保通信信号的传输和接收质量。
单相整流滤波电路
第二节 单相整流滤波电路整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电变换为脉动直流电的电路。
根据交流电的相数，整流电路可分为单相整流电路与三相整流电路等，在小功率电路中（1kV A 以下）一般采用单相整流，常见的有单相半波、全波和桥式整流。
本节重点讨论单相半波和桥式整流电路。
一、单相整流电路1．单相半波整流 电路由整流变压器Tr 、整流二极管VD 以及负载电阻R L 组成，如图6-2-1（a ）所示。
VD图6-2-1 单相半波整流电路 a ）b ） （a ）电路图 （b ）波形图图6-2-1（a ）中，设电源变压器次级电压u 2为t U u ω=sin 222式中，U 2为次级电压的有效值。
当u 2的波形为正半周时，A 端为正，B 端为负，二极管正向导通，忽略二极管的正向导通压降时，负载电压为u o =u 2；当u 2为负半周时，A 端为负，B 端为正，二极管反向截止，电路中电流为零，负载电压u o =0，u 2全部加在二极管两端。
各电压波形如图6-2-1（b ）所示，由图可知，负载上得到的是单相脉动直流电压和电流。
由于输出电压u o 仅为电源电压u 2的正半波，所以称为半波整流。
负载上脉动直流电压的大小用平均值Uo 来示，根据数学推导有2U 450U .O ≈ （6-5） 通过负载的电流Io 为L LO O .R U 450R U I 2≈= （6-6） 二极管与负载串联，因此流经二极管的平均电流为L.R U 450I I 2O D == （6-7） 此外，由图6-3（b ）可知，二极管反向截止时，管子两端承受的最高反向电压就是u 2的最大值，即2DRM 2U U = （6-8） 在选择二极管时，所选管子的最大整流电流I F 和最高反向工作电压U RM 应大于式（6-7）和式（6-8）的计算值，即L.R U 450I I 2D F =≥ (6-9) 2RM U 2U U =≥DRM (6-10) 实际应用中，应根据I F 和U RM 的计算值查阅半导体器件手册，选择合适的二极管型号。
整流滤波电路
由UO(AV)的表达式可看出，C越大， UO(AV)也越 的表达式可看出， 越大， 越大 也会增大，而整流管的通电时间却越短， 大，IO(AV)也会增大，而整流管的通电时间却越短， 整流管的导通电流加大，如果C太大则初始充电时 整流管的导通电流加大，如果 太大则初始充电时 间要长，整流管中通过的冲击电流时间加长， 间要长，整流管中通过的冲击电流时间加长，长时 间会影响整流管使用寿命。所以一般选择整流管时 间会影响整流管使用寿命。 ID(AV)＞（2~3） IO(AV) 。 改变RLC会对 O(AV)和S有影响，将UO(AV)和IO(AV) 会对U 有影响， 改变 会对 有影响 的关系曲线称为输出特性 输出特性， 的关系曲线称为输出特性，将S和IO(AV)的关系曲线 和 称为滤波特性 如果R 越小 滤波特性， 越小， 越低， 称为滤波特性，如果 LC越小，UO(AV)越低，则S 越低 越大，而加大C可使滤波效果和负载能力增强 可使滤波效果和负载能力增强， 越大，而加大 可使滤波效果和负载能力增强，但 C不能无限增大。 不能无限增大。 不能无限增大 所以电容滤波形式电路一般适用于输出电流较 小且负载变化不大的场合。 小且负载变化不大的场合。
(1)整流输出电压的平均值 整流输出电压的平均值 的平均值为: 负载电压 Uo的平均值为 uo
0 π ωt 2π π
1 Uo = 2π
∫
2π
0
ω uod ( t )
负载上的(平均 电流 负载上的 平均)电流 平均 电流:
Uo Io = RL
（2）脉动系数Ｓ ）
uo
0 π ωt 2π π
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1M与Uo平均值之比。S 定义：整流输出电压的基波峰值 平均值之比。 定义 越小越好。 越小越好。 分解后可得: 用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得
学习任务12单相桥式整流与滤波电路的安装和测试30页PPT
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
学习死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
整流滤波全桥电路讲解学习
把电容接在相应电容组的两端，即可获 得所需的多倍压直流输出。
二、滤波电路
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或 电感与负载RL串联。
原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电 感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电 路输出电压中的交流成份，保留其直流成 份，达到平滑输出电压波形的目的。
负载上的电压： uo 2 2U2
（二）多倍压整流电路
+C21U–2
C3
C5
u1
u2D1
D3 D2
D4
D5 D6
+C2– C4
C6
2 2U2
u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1
充电到： 2U 2
u2的第一个负半周：u2、C2、D2 、C1构成回路， C2充电到：2 2U2
+C2U1–2 2+C23U– 2 2+C25U– 2
1. 整流输出电压平均值（Uo） 全波整流时，负载电压 Uo的平均值为:
U o2 1 π0 2πuodt0.9U2
负载上的(平均)电流:
IL
0.9U 2 RL
2. 脉动系数Ｓ
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo 之比。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
u o 2 U 2 (2 3 4 c2 o t 1 s 4c 5 4 o t 3 s 4c 5 6 o t ) s
• 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持 输出电压uo的稳定。
一、单相整流电路
整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的 电压。
常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、 桥式和倍压整流等。
整流滤波电路桥式整流滤波电路
整流滤波电路桥式整流滤波电路一：[整流滤波电路]几种滤波整流电路的介绍总结（一）一、有源滤波电路为了提高滤波效果，解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R的要求相互矛盾的问题，在RC电路中增加了有源器件-晶体管，形成了RC有源滤波电路。
常见的RC有源滤波电路如图Z0716所示，它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T组成的射极输出器联接而成的电路。
该电路的优点是：1．滤波电阻Rb 接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，由于流过Rb 的电流入很小，为输出电流Ie的1／（1＋β），故Rb可取较大的值（一般为几十k Ω），既使纹波得以较大的降落，又不使直流损失太大。
2．滤波电容C2接于晶体管的基极回路，便可以选取较小的电容，达到较大电容的滤波效果，也减小了电容的体积，便于小型化。
如图中接于基极的电容C2 折合到发射极回路就相当于（1＋β）C2的电容的滤波效果（因ie = （1+ β ）ib之故）。
3．由于负载凡接于晶体管的射极，故RL上的直流输出电压UE≈UB，即基本上同RC无源滤波输出直流电压相等。
这种滤波电路滤波特性较好，广泛地用于一些小型电子设备之中。
二、复式滤波电路复式滤波电路常用的有LCГ型、LCπ型和RCπ 型3种形式，如图Z0715所示。
它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。
其滤波原理与电容、电感滤波类似，这里仅介绍RCπ型滤波。
图Z0715（c）为RCπ型滤波电路，它实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
其滤波原理可以这样解释：经过电容C1滤波之后，C1两端的电压包含一个直流分量与交流分量，作为RC2滤波的输入电压。
对直流分量而言，C2 可视为开路，RL上的输出直流电压为：对于交流分量而言，其输出交流电压为：若满足条件则有由式可见，R愈小，输出的直流分量愈大；由式可见，RC2愈大，输出的交流分量愈小。
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小结:
1、单相桥式整流、滤波电路的工作原理与参数计算。 2、使用示波器观察单相桥式整流、滤波电路中变压器二 次绕组、负载上电压波形。 3、运用所学整流滤波电路，自行制造故障进行分析和测 试。
Байду номын сангаас
作业： 见参考书2，P66 12
解： (1)负载电阻RL上的电压平均值 流过负载电阻电流平均值 (2) 二极管承受的最大整流电流 最高反向工作电压
单相桥式整流滤波电路
一、电路组成
二、工作原理
• 与半波整流滤波电路 相比,由于电容的充放 电过程缩短, 为电源 电压的半个周期重复 一次,因此输出电压的 波形更为平滑, 输出 的直流电压幅度也更 高些。 • 同样，放电时间常数 τ=RLC，在RL不变的 情况下，C越大，τ越 大，则电容C放电较 慢，波形越平滑。
单相桥式整流、滤波电路
制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院
单相桥式整流电路
一、单相桥式整流电路的组成
单相桥式整流电路、习惯画法和简化画法如图所示。它用
了四个二极管。
请注意：
四个二极管的连接 方向,任一个二极管 不能接反,不能短路, 否则会引起管子和 变压器烧坏。
例题
• 在如图所示电路中，已知变压器副边电压有效值U2=30V， 负载电阻RL=100Ω，试问： • (1)负载电阻RL上的电压平均值和电流平均值各为多少？ • (2)电网电压波动范围是±10％，二极管承受的最大整流 电流IF与最高反向工作电压UR至少应选取多少？
三、参数的估算
例题： 有一个100Ω的电阻负载，需要用18V的直流电源供电。现采用桥 式整流电路，求流过整流二极管的平均电流ID，整流二极管能够承受 的最高反向电压UDRM。
解：变压器二次电压有效值 流过整流二极管的平均电流
整流二极管承受的最高反向电压
桥式整流滤波电路的故障分析
例：桥式整流滤波电路如下图所示，已知u2=20V，RL=47Ω,C=1000μF。现 用直流电压表测量输出电压UO，问出现以下几种情况时其UO为多大？ （1）电路正常工作时； （2）RL断开时；
（3）C断开时；
（4）V2断开时； （5）V2、C同时断开时。
解: （1）电路正常工作时，是单相桥式整流滤波电路（有 载），UO＝1.2U2
（2）RL断开时，是单相桥式整流滤波电路（空载）， UO＝U2
（3）C断开时，是单相桥式整流电路，UO＝0.9U2 （4）V2断开时，是单相半波整流滤波电路，UO＝U2 （5）V2、C同时断开时，是单相半波整流电路 ，UO＝ 0.45U2。