单相桥式整流与滤波电路地安装和测试教案设计

新会冈州职业技术学校教案首页课程名称：电子技术（上册）授课教师：麦亚勇实训五（一）桥式整流电容滤波电路的安装一、实训目的（1）了解桥式整流电流的作用（2）了解电容滤波电路的作用二、实训知识第五章第一节：整流与滤波电路三、实训仪器与器材自耦变压器、示波器、万用表、万能实训线路板（元器件品种和数量见表1）.表1 元器件清单符号VD1 ~ VD4RL1RL2C1C2导线名称二极管电阻电阻电解电容电解电容红色5条参数2CZ53A 200 1K 47uF/25V 470uF/25V 黄色8条清点元件无误后签名：增领元件名称：四、实训内容与步骤（1）用万用表检查元器件，确保质量完好。

（2）在万能实训板上连接图1所示电路。

注意：二极管的正、负极不能接反；若某个二极管接反可能烧坏二极管或变压器；接入电解电容时极性不能接反，在合理选择电容量的同时，还要选择合适的耐压值。

图1 桥式整流电容滤波电路（3）桥式整流电路实训：①桥式整流电路：断开开关S1和S2，即电路不接入滤波电容时的电路。

②开关S3控制负载电阻的大小。

闭合开头S3,用示波器观察变压器次级交流电压u2和整流电路输出脉动直流电压UO的波形，并将波形记录于表2中。

若使用双踪示波器观察时，要注意u2波形的相位关系。

③用万用表的交流电压挡测量u2的有效值U2，用直流电压挡测量UO,并将数据记录于表2中。

④断开开关S3，负载电阻增大。

重复上述②~③过程，并将波形和测量数据记录于表中。

⑤桥式整流电路故障观察：将整流电路中任意一只二极管开路。

观察故障现象，并记录在表2中。

表2 整流电路实测数据（4）电容滤波电路实训：①桥式整流电容滤波电路：闭合开关S1和S2时，即电路接入滤波电容时的电路。

②为便于观察电容滤波作用和不同容量电容滤波效果，先闭合开关S1，断开开关S2，用示波器观察变压器次级交流电压u2 和桥式整流电容滤波电路输出电压UO的波形，并将波形记录于表3中。

③用万用表的交流电压挡测量u2 的有效值U2,用直流电压挡测量UO,并将数据记录于表3中。

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。

逆变电路是把直流电变成交流电。

逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。

设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。

5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。

技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。

无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。

此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。

单相桥式整流与滤波电路的安装和测试教案一、教学目标1. 了解单相桥式整流电路的工作原理。

2. 学会使用桥式整流电路进行电压整流。

3. 掌握滤波电路的作用和设计方法。

4. 能够安装和测试单相桥式整流与滤波电路。

二、教学内容1. 单相桥式整流电路原理介绍。

2. 桥式整流电路组件的选择和连接。

3. 滤波电路的类型和作用。

4. 滤波电路的设计方法。

5. 桥式整流与滤波电路的安装和测试步骤。

三、教学准备1. 教学演示板或黑板。

2. 投影仪或白板。

3. 桥式整流电路图和滤波电路图。

4. 桥式整流电路组件（二极管、电阻等）。

5. 滤波电路组件（电容、电感等）。

6. 多功能电源供应器。

7. 多用电表。

四、教学过程1. 导入：通过演示或讲解，介绍单相桥式整流电路的工作原理和应用场景。

2. 桥式整流电路：讲解桥式整流电路的原理，包括二极管的单向导通特性。

3. 滤波电路：介绍滤波电路的类型和作用，包括电容滤波和电感滤波。

4. 设计滤波电路：讲解滤波电路的设计方法，包括选择适当的电容或电感值。

5. 安装桥式整流与滤波电路：指导学生按照电路图安装桥式整流与滤波电路，注意连接正确。

6. 测试电路：使用多功能电源供应器和多用电表，测试电路的电压和电流，验证电路的正确性。

五、教学评价1. 学生能够解释单相桥式整流电路的工作原理。

2. 学生能够设计并安装桥式整流与滤波电路。

3. 学生能够使用多用电表测试电路的电压和电流。

4. 学生能够分析电路的性能，如输出电压和纹波系数。

教学延伸：1. 介绍其他类型的整流电路，如全波整流电路和半波整流电路。

2. 探讨滤波电路的优化方法，如使用复合滤波器。

3. 讲解桥式整流与滤波电路在实际应用中的注意事项，如散热问题和保护措施。

六、教学活动1. 小组讨论：让学生分组讨论桥式整流与滤波电路在实际应用中的案例，如电源适配器、充电器等。

2. 设计挑战：给学生提供一些实际应用场景，要求他们设计适合这些场景的桥式整流与滤波电路。

项目三、制作电子电路实训1、单相桥式整流、滤波电路一、实训目的1．进一步掌握单相桥式整流、滤波电路的工作原理。

2．掌握单相桥式整流、滤波电路的安装工艺及方法。

3．掌握单相桥式整流、滤波电路的故障维修技能。

二、实训器材开关、变压器、二极管、电容器、电阻、熔断器、熔断器、负载电阻三、实训内容1、电气原理图图3—1 单相桥式整流、滤波电路图2、电路原理分析原理图见图3—1，220V交流电经过整流变压器，变成18V的交流电，再经V1、V2、V3、V4组成的单相桥式整流，成为脉动的直流电，再经C1、R、C2组成的π形滤波电路，成较平稳的直流电。

3、安装工艺步骤（1）清点总器件的数量。

2.检查元器件的质量及清除元件引脚处的氧化层。

3.清除空心铆钉板上的氧化层。

4..将元器件进行板面布置。

5.焊接、连线。

6.检查有无虚焊、漏焊、错焊等。

7.无误后，通知教师并通电测试。

8.完成实训实验报告。

9.整理工位并进行复习。

4、调试（1）若输出电压为15伏左右，则说明滤波电容脱焊或已损坏。

2.若输出电压为8伏左右，则说明除滤波脱焊或已损坏外，整流桥臂脱焊或有一只二极管断路。

3.若输出电压为零伏，变压器又无异常发热现象，则是电源变压器一次侧或二次侧绕组已断开或未接妥，或是熔断丝已熔断，也可能是电源与整流桥未接妥。

4.若接通电源后，熔丝立即熔断，则是电源变压器一次侧或二次侧绕组已断路。

四、注意事项(1)滤波电容的极性不可接反。

2.二极管的极性不能接反。

3.正确使用仪器和仪表。

五、思考题整流二极管和滤波电容的选择与哪些因素有关？应如何选择？。

相关知识：一、单相桥式整流滤波电路的组成及元件的认识1. 电阻器与电位器（1）电阻器、电位器的作用、分类（2）电阻器、电位器的主要技术指标（3）电阻器、电位器的标志方法(4) 电阻器、电位器的符号(5) 电阻器、电位器好坏的检测(6) 注意事项2.电容器(1)常用电容器的外形(2)概念及作用(3）电容器的单位(4)电容主要参数(5) 电容器的符号(6)电容器的测试3.晶体二极管(1) 二极管的种类(2) 二极管的结构、型号、符号(3) 二极管的特性(4) 晶体二极管的简易判别方法(5) 注意事项二、相关线路分析（难点）（一）基本概念1．交流电：电路中的电压（电流）的大小和方向随时间进行周期性变化的电压（电流）称为交流电，若遵循正弦规律变化则为三、示波器的使用示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。

它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。

利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

如图所示任务实施（重点）一、单相桥式整流滤波电路的安装、调试1. 电路图如图所示u2u1V2V1V3R L ULC1TV4C2RFU1FU2300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多种规格。

2. 结构：整流桥堆产品是由四只整流硅芯片作桥式连接，外用绝缘朔料封装而成，只引出四个引脚。

四个引脚中，两个直流输出端标有＋或－，两个交流输入端有～标记。

大功率整流桥在绝缘层外添加锌金属壳包封，增强散热。

图6-1-28 整流桥堆3. 特点：桥式整流器品种多，性能优良（部的四只整流硅芯片一般是挑选配对的，所以其性能较接近），整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A 到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。

4. 命名规则：一般整流桥命名中有3个数字,第一个数字代表额定电流A，后两个数字代表额电压(数字*100)V如:KBL407即4A，700V。

《模拟电子技术》演示实验库实验11：桥式整流电容滤波电路一、教学目的1. 演示桥式整流输出电压的波形并与变压器次级波形作比较。

2. 演示加有电容滤波的输出电压的波形，负载变化后对输出电压波形的影响。

3. 测试各种情况下的输出电压，演示当一支二极管开路、短路后输出电压的变化，加深理解桥式整流电路的应用。

二、演示内容1. 创建单相桥式整流、电容滤波实验电路（1）启动Multisim进入Multisim工作界面。

（2）按图11.1在电路工作区连接电路图11.1 单相全波整流电容滤波实验电路◆安放元器件（或仪器）单击打开相应元器件库（或仪器库），将所需元器件（或仪器）拖拽至相应位置。

利用工具栏的旋转、水平翻转、垂直翻转等按钮使元器件符合电路的安放要求。

◆连接电路（3）按图11.1所示，给元器件标识、赋值（或选择模型）双击元器件打开元件特性对话框，进行相应设置。

全波整流波形电源电压波形（示波器面板波形显示框）图11.2 电源与全波整流波形◆信号源u s单击Label，键入单相交流电源Us。

单击Value，设置Vo1tage：200V，Frequency：50Hz，Phase：0。

◆变压器Tr单击“Label”，键入Tr 10:1。

单击Mode1s，选中Library 中的default和Model中的ideal，单击“Edit”按钮打参数设置对话框，在“primary to Secondary tums ratio”框键入“10”，单击“确定”。

◆整流桥堆D×4单击Labe1，键入D×4，单击Models，选中Library中的general1和Model中的BYM10.100，单击“确定”。

◆电容C单击Labe1，键入滤波电容C。

单击V alue，将“Capacitance”设置为20μF，单击“确定”。

◆开关K单击Label，键入K，单击确定。

由于只有一个开关，故控制键可采用其缺省设置的“Space”（空格键）。

单相桥式整流电路及限幅电路制作实训指导
一、实训目标
1.学会判别以及使用万用表测试二极管的极性。

2.制作晶体管直流稳压电源整流滤波电路，掌握使用万用表和示波器测试该电源的参数，学会对电路所出现的故障进行原因分析及排故。

二、实训材料
示波器、二极管IN4001、电阻、导线
三、预习内容
1. 简述判别二极管极性方法,并举例说明.
2.简述直流稳压电源的组成。

3．简述并且绘制双15V输出直流稳压电源原理图。

四、实训内容
1.制作单相桥式整流电路，并记录波形
实训步骤：
（1）选择合适的整流二极管，注意二极管的阳极与阴极方向。

（2）在面包板上放置元器件，注意电流方向，防止直接短路。

（3）连接输入信号（电压5V或12V的正弦交流电），用示波器观察输出波形。

并记录波形。

2.制作单相桥式整流滤波电路，并记录波形。

实训步骤：
（1）在前面的实验基础上，放置滤波电容，注意电容的正负极。

五、实训总结。

提问导入: 什么电子 设备需要 用到直流 电？激发 兴趣手机数码相机基础知识整流和滤波电路NOKIA^ At* X?¥艰E|J ■中US 筑二用口置5 E^SKSFOLFIMIW EC MCI ShGflr. □KUiX LH# gGHdlS 旧8M ADE 周UF 川提问：如何 得到直流 电曜rm:党口叶 PftOPf ？LV M^EMFuXEF 导入：1、什么电子设备需要用到直流电?㈠单相桥式整流电路将交流电变换为直流电（脉动）的过程称为整流，利用二极管的单向导 电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。

1 .电路结构单相桥式整流电路如图1-7所示。

在电路中，4只整流二极管连接成电 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。

数码相机锂电手机充电器电脑电源 直流稳压电源结合演示 讲解⑻电路面法1 0)电路画法2 (c)匍化国法图1-7单相桥式整流电路2.工作原理在交流电压u2的正半周(即0〜2「时，整流二极管VD1、VD3正偏导通，VD2、VD4反偏截止，产生电流i L通过负载电阻R L,并在负载电阻R L 上形成输出电压u L，如图1-8(a)所示。

在交流电压u2的负半周(即t1~t2)时，整流二极管VD2、VD4正偏导通，VD1、VD3反偏截止，产生电流i L同样通过负载电阻R L,并在负载电阻R L上形成输出电压u L，如图1-10(b)所示。

输出信号的波形如图1-10(c)所示。

结合演示讲解VEH］如老、VD1-VD4图1-8单相桥式整流电路工作原理在交流电压u9的一个周期（正、负各半周），都有相同一方向的电流流2过RL,4只整流二极管中，两只导通时另两只截止，轮流导通工作，并以周期性地重复工作过程。

在负载R L上得到大小随时间看改变但方向不变的全波脉动直流输出电流i L和输出电压u L，所以这种整流电路属于全波整流类型。

单相桥式整流电容滤波电路教学目的：（1）掌握桥式整流电容滤波电路的电路组成、工作原理和输出波形。

（2）让学生掌握负载电阻、滤波电容越大，滤波效果越好的原理。

重点难点：掌握滤波电路的滤波原理和波形分析教学方法：讲授法，讨论法，列举法。

教学手段：黑板、粉笔。

教学时数：1课时教学过程和内容：（一）引入回顾直流电源的组成：电源变压器T、整流电路、滤波电路、稳压电路。

交流电压经整流后输出的是单向脉动的直流电压，其中既含有直流成分又含有交流成分。

要想得到平滑的直流电，需要对整流后的波形进行整形，这样的电路叫滤波电路。

（二）新课内容滤波电路的作用是保留脉动电压的直流成分，滤除交流部分。

提问：电容电感的区别？电容：通交阻直；电感：通直阻交。

常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、复式滤波及有源滤波，这里只讨论最简单的电容滤波电路，它是在整流电路的负载上并联一个电容C。

单相桥式整流电容滤波电路如下图1所示。

图1 桥式整流电容滤波电路滤波原理一种是教材上的解释，电容可以把直流隔断，又可以让交流通过（隔直通交）。

整流之后的脉动直流既有直流成分，又有交流成分。

电容的作用就是保留直流成分，把交流成分滤掉（交流通过电容返回电源）。

这样一来就只剩直流了。

另一种解释是，电容是储能元件。

当输入电压高时，输入不光给负载供电，还给电容充电，这时电容上储存有相当的电能，当输入电压由高转低，电容就给负载放电。

当输入电压又升高后，又给电容充电。

如此周而复始，在负载上就得到了比原来高且平滑的电压。

工作原理如下图2所示。

提问：在不接电容C时，单相桥式整流电路交流电压正负半周电流通路？正半周：A→VD1→RL→VD3→B 负半周：B→VD2→RL→VD4→A图2 滤波电路工作原理图单相桥式整流电路在不接电容C时，其输出的电压波形如下图3a所示。

互动：请一名学生上台在黑板上画出波形图，其余同学在练习本上画。

接上电容C后，输出波形情况如何呢？请看下图3b。

单相桥式整流滤波电路的安装与调试任务分析1、 掌握单相桥式整流滤波电路的工作原理。

2、 了解单相桥式整流电路的器件选择。

3、 会用Multisim 软件对电路进行仿真。

4、 掌握单相桥式整流滤波电路的安装方法。

5、 掌握单相桥式整流滤波电路的调试方法。

一、 预备知识1、 交流电：电路中的电压（电流）的大小和方向随时间进行周期性变化的电压（电流）称为交流电，若遵循正弦规律变化则为正弦交流电。

例如：常用的市电为单相正弦交流电，电压为220 V ～，频率为50HZ 。

2、 直流电：电路中的电压（电流）的方向不发生变化的称为直流电。

例如：常用的AA 干电池电压为1.5V ；锂离子充电电池电压为3.6V 。

3、 整流：将交流电转换为直流电的过程。

4、 滤波：单相整流电路整流后的直流电为脉动直流电，其中仍包含有较多的交流成分，为保证电源质量需要滤除其中的交流成分，保留直流成分，将脉动变化的直流电变为平滑的直流电称为滤波。

5、 单相整流滤波电路：将电网220 V～的单相交流电路进行整流、滤波，输出平滑的直流电。

6、常见整流电路：（1）单相半波整流电路（2）单相全波整流电路（3）单相桥式整流电路在整流滤波电路中，单相桥式整流电容滤波电路应用最为广泛，本课题以此为例。

二、单相桥式整流滤波电路的工作原理（时间45分钟）1、单相桥式整流滤波电路原理图o图一单相桥式整流滤波电路原理图2、电路原理分析（1）在图一中，当开关S1断开，S2闭合时，电路为单相桥式整流电路。

在变压器次级交流电压u 2为正半周时，即A+B-时，二极管V2、V3导通，V1、V4截至。

电流流过的路径是：从A 点出发，经二极管V2、负载R2，再经V3回到B 点。

如图实线所示。

若忽略二极管的正向压降，可以认为R2上的电压u 0≈u 2。

当u 2为负半周，即A-B+时，二极管V 1、V4导通，V2、V3截至。

电流的通路是从B 点出发，经V4、负载RL 、V ₁回到A 点。