二极管特性的研究——桥式整流电路的设计
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设计9V电压电路方案:基于二极管桥式整流电路设计9V电压电路方案:基于二极管桥式整流电路引言:在电子领域,设计9V电压电路是非常常见的任务。
这篇文章将探讨基于二极管桥式整流电路的设计方案。
我们将深入了解该电路的原理、组成部分以及如何方便地生成所需的9V直流电压。
通过本文的阅读,读者将对这个电路有一个全面、深刻的理解,并能够设计和实现一个稳定可靠的9V电压电路。
第一部分:原理和工作原理二极管桥式整流电路是用于将交流电转换为直流电的经典电路之一。
它由四个二极管和一个负载组成。
该电路的工作原理是利用二极管的导通和截止性质,将交流电的负半周和正半周分别翻转,然后进行整流,使得输出电压为正直流电压。
第二部分:电路组成部分二极管桥式整流电路由以下几个组成部分组成:1. 输入电源:输入电源通常为交流电源,其电压可以是110V或220V,根据实际情况选择适当的输入电压。
2. 变压器:变压器用于将输入电压调整为合适的值,以满足电路的需求。
它通常具有一个中心引点,将电压分成两个相位相反的输出。
3. 四个二极管:四个二极管按照特定的方式连接在一起,形成一个桥式整流电路。
它们的作用是将交流电的负半周和正半周分别翻转,实现整流效果。
4. 滤波电容:滤波电容用于去除输出直流电中的纹波部分,使得输出电压更加稳定。
它通常与负载并联连接。
第三部分:基于二极管桥式整流电路的9V电压设计方案要设计一个基于二极管桥式整流电路的9V电压电路,我们可以遵循以下步骤:1. 确定输入电源和变压器:根据实际需求,选择适当的输入电源和变压器,以获得所需的输入电压。
2. 选择二极管:根据所需的最大电流和电压降,选择适当的二极管。
确保二极管的额定电压和额定电流满足设计要求。
3. 连接电路:按照二极管桥式整流电路的连接方式,将四个二极管连接在一起,组成桥式整流电路。
4. 添加滤波电容:并联连接一个合适的滤波电容,以去除输出电压中的纹波部分。
5. 连接负载:将所需的负载连接到输出端,确保负载的额定电压和电流符合要求。
绪论电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
它主要研究各种电力电子器件,以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置,以完成对电能的变换和控制。
它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支,又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支,或者说是强弱电相结合的新科学。
电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。
在电能的生产和传输上,目前是以交流电为主。
电力网供给用户的是交流电,而在许多场合,例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等,需要用直流电。
要得到直流电,除了直流发电机外,最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。
这个方法中,整流是最基础的一步。
整流,即利用具有单向导电特性的器件,把方向和大小交变的电流变换为直流电。
整流的基础是整流电路。
由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。
故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处,因此要学好这门课就必须做好课程设计,因而我们进行了此次课程设计。
又因为整流电路应用非常广泛,而单相全控桥式晶闸管整流电路又有利于夯实基础,故我们将单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
第一章理论分析及元件介绍1.1方案比较及选择我们知道,单相整流器的电路形式是各种各样的,整流的结构也是比较多的。
因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案:方案1:单相桥式全控整流电路电路简图如下:图 1.1此电路对每个导电回路进行控制,无须用续流二极管,也不会失控现象,负载形式多样,整流效果好,波形平稳,应用广泛。
电路分析一之桥式整流电路桥式整流电路二极管的模型 1.理想模型所谓理想模型,是指在正向偏置时,其管压降为零,相当于开关的闭合。
当反向偏置时,其电流为零,阻抗为无穷,相当于开关的断开。
具有这种理想特性的二极管也叫做理想二极管。
在实际电路中,当电源电压远大于二极管的管压降时,利用此模型分析是可行的。
2.恒压降模型所谓恒压降模型,是指二极管在正向导通时,其管压降为恒定值,且不随电流而变化。
硅管的管压降为0.7V,锗管的管压降为 0.3V。
只有当二极管的电流 Id 大于等于 1mA 时才是正确的。
在实际电路中,此模型的应用非常广泛。
稳压二极管: 稳压二极管在工作时应反接,并串入一只电阻。
电阻的作用一是起限流作用,以保护稳压管;其次是当输入电压或负载电流变化时,通过该电阻上电压降的变化,取出误差信号以调节稳压管的工作电流,从而起到稳压作用。
最简单的稳压电路由稳压二极管组成如图所示。
从稳压二极管的特性可知,若能使稳压管始终工作在它的稳压区内,则 VO.基本稳定在 Vz 左右。
当电网电压升高时,若要保持输出电压不变,则电阻器R 上的压降应增大,即流过R 的电流增大。
这增大的电流由稳压二极管容纳,它的工作点将由 b 点移到 C 点,由特性曲线可知此时Vo≈Vz 基本保持不变。
若稳压二级管稳压电路负载电阻变小时,要保持输出电压不变,负载电流要变大。
由于 VI 保持不变,则流过电阻 R 的电流不变。
此时负载需要增大的电流由稳压管调节出来,它的工作点将由 b 点移到 a 点。
所以,稳压管可认为是利用调节流过自身的电流大小(端电压基本不变)来满足负载电流的改变,并和限流电阻R 配合将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。
稳压二极管电路稳压存在问题:电网电压不变时,负载电流的变化范围就是 IZ 的调节范围(几十 mA),这就限制了负载电流 I0 的变化范围。
怎样才能扩大 IO 的变化范围。
桥式整流电路原理桥式整流电路如图 1 所示,图中 B 为电源变压器,它的作用是将交流电网电压 e1 变成整流电路要求的交流电压,RL 是要求直流供电的负载电阻,四只整流二极管 D1~D4 接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。
一、概述二极管单相桥式整流电路是一种常见的电路,用于将交流电转换为直流电。
本文将介绍二极管单相桥式整流电路的原理和工作方式,并结合us方波进行分析和讨论。
二、二极管单相桥式整流电路原理二极管单相桥式整流电路由四个二极管和一个负载组成,其原理如下:1. 工作原理:整流电路中的交流输入信号通过二极管桥网络,实现了对输入信号的整流功能。
其中,当交流输入信号为正半周时,D1和D3导通,D2和D4截止,电流从A处流向B处;当交流输入信号为负半周时,D2和D4导通,D1和D3截止,电流从B处流向A处。
这样,交流输入信号经过二极管桥网络后,从两端输出的信号均为正向的,实现了整流功能。
2. 电路结构:二极管单相桥式整流电路由四个二极管和一个负载组成。
其中,四个二极管连接成桥式结构,即D1和D2分别连接到输入端A 和B,D3和D4连接到输出端C和D。
负载则连接在C和D之间。
3. 特性分析:与其他整流电路相比,二极管单相桥式整流电路具有输出电压稳定、输出电流大等特点,适合用于对输出电压有稳压要求的电子设备。
三、us方波下的二极管单相桥式整流电路分析在us方波下,二极管单相桥式整流电路的工作方式和特性会有所不同,具体分析如下:1. 输入信号:us方波是一种特殊的方波信号,具有高低电平的周期性变化。
在该输入信号下,二极管单相桥式整流电路的工作状态和输出情况将受到影响。
2. 工作状态:当us方波作为输入信号时,交流输入信号的正负半周不再是连续不断的正向和负向,而是以高低电平交替的方式出现。
这将导致二极管的导通和截止状态在每个周期内不断切换,电路工作状态较为复杂。
3. 输出情况:由于us方波的特殊性,二极管单相桥式整流电路在该输入信号下的输出情况将呈现出周期性变化。
负载处的直流输出信号将受输入信号的影响,表现为周期内的高低电平变化。
四、us方波下的二极管单相桥式整流电路应用在实际应用中,us方波下的二极管单相桥式整流电路具有一定的适用场景和技术挑战,具体应用分析如下:1. 适用场景:us方波下的二极管单相桥式整流电路适用于对输入信号具有高低电平要求的场景。
桥式二极管整流电路嘿,大家好!今天咱们聊聊一个有趣又实用的电路——桥式二极管整流电路。
听起来是不是有点复杂,其实它就像一个把直流电和交流电分开的小桥,帮你把那些“波浪起伏”的电流变得平稳。
不用担心,咱们不会深入到那些深奥的公式里,只要轻松聊聊就好。
想象一下,你在家里用的电器,比如说电视、冰箱,这些家伙可都是依赖电的。
不管是早上的咖啡机,还是晚上追剧的电视,背后都少不了电流的支持。
咱们现在使用的电力,通常是交流电,也就是那种你插上去后,电流会不断变换方向的电。
听上去是不是有点头疼?其实这没什么,咱们来聊聊这其中的关键——桥式二极管整流电路。
什么是二极管?二极管就像个小门,它只允许电流往一个方向流动。
把几个二极管串起来,形成一个“桥”的形状,这就是桥式二极管整流电路的雏形。
想象一下,就像你家门口的门,外面进不来,里面出不去。
这样一来,电流就可以顺利地被整流,变成稳定的直流电。
整流的原理简单来说就是把交流电的波峰和波谷都“处理”一下,让它们看起来更整齐。
桥式二极管整流电路有个厉害的地方,它能把两个方向的电流都利用起来。
换句话说,就像你打球一样,不管是左手还是右手,都能把球打出去。
整流电路在交流电的正半周和负半周都能工作,嘿,这简直就是电流的双面手啊!如果没有整流电路,咱们的电器可就没办法正常工作了。
想象一下,冰箱里冰淇淋都要化掉了,简直让人心疼!整流电路就像是你生活中的“小保姆”,把电流照顾得妥妥当当。
它把那些高低起伏的交流电流变成了波动小得多的直流电,确保电器的正常运转。
再说说这些二极管吧,通常我们用到的二极管有四个,它们被整齐地安排在电路中,形成一个“桥”。
每个二极管就像一位守护者,保护着电流不受外界干扰。
可别小看了这些小家伙,干起活来可是毫不含糊的。
在实际应用中,桥式二极管整流电路广泛用于电源适配器、充电器,甚至是太阳能发电系统。
你可以想象一下,阳光照射下,太阳能电池板收集的交流电经过整流电路,变成你手机的“补给”。
二极管整流电路
二极管整流电路,也称为反相整流电路,是一种电路,其由半导体二极管制成,可用于将交流电转换成直流电的电路,它一般用来控制电流的大小,提供动力,传输和调节电压和电流,保护电路,抑制侧漏等。
二、结构和工作原理
二极管整流电路的基本结构主要包括导向元件,模块电阻,母线,二极管及控制元件。
导向元件由多节组成,每节都具有两个接点,一个为正极,另一个为负极。
每节中还有一个可以设置得比较小的模块电阻,用于控制电流。
母线两端分别接上一个正极和一个负极,以使电流依次流过整个结构。
如果有交流电通过二极管整流电路,由于模块电阻的作用,只有其中正向电流能够通过,模块电阻可以抑制交流电的反向电流,从而使得输出的是直流电。
由于二极管的特性,一般正向电流在正半模式下,电压自上而下逐步升高,随后在负半模式下,由下而上逐步降低。
其中,由正半模式及负半模式构成的变化,才使得二极管具有整流的能力。
三、应用
二极管整流电路具有结构简单,体积小,可靠性高,价格低廉等优点,可以广泛应用于许多电子设备,例如汽车、电子热水器及其他各种家用电器上。
它们还可以用于特殊电路中,如开关电源、逆变电路、变压器、电机调速器等,以控制电压和电流,保护电路,抑制侧
漏等。
四、总结
二极管整流电路(反相整流电路)是一种由半导体二极管制成的电路,可以将交流电转换成直流电,它具有结构简单、体积小、可靠性高、价格低廉等优点,可以应用于汽车、电子热水器及其他各种家用电器上。
它们还可以用于特殊电路中,如开关电源、逆变电路、变压器、电机调速器等,以控制电压和电流,保护电路,抑制侧漏。
桥式整流电路图及工作原理介绍之我见 桥式整流电路图及工作原理介绍之我见桥式整流电路如图 1 所示,图(a)(b)(c)是桥式整流电路的三种不同 、 、 画法。
由电源变压器、四只整流二极管 D1~4 和负载电阻 RL 组成。
四只整流二 极管接成电桥形式,故称桥式整流。
图 1 桥式整流电路图 桥式整流电路的工作原理 如图 2 所示。
在 u2 的正半周,D1、D3 导通,D2、D4 截止,电流由 TR 次级上端经 D1→ RL →D3 回到 TR 次级下端,在负载 RL 上得到一半波整流电压 在 u2 的负半周,D1、D3 截止,D2、D4 导通,电流由 Tr 次级的下端经 D2→ RL →D4 回到 Tr 次级上端,在负载 RL 上得到另一半波整流电压。
这样就在负载 RL 上得到一个与全波整流相同的电压波形,其电流的计算与全波 整流相同,即 UL = 0.9U2 IL = 0.9U2/RL 流过每个二极管的平均电流为 ID = IL/2 = 0.45 U2/RL 每个二极管所承受的最高反向电压为 什么叫硅桥,什么叫桥堆 目前,小功率桥式整流电路的四只整流二极管,被接成桥路后封装成一个整流器 件,称"硅桥"或"桥堆",使用方便,整流电路也常简化为图 Z 图 1(c)的形式。
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反 压大的缺点,但多用了两只二极管。
在半导体器件发展快,成本较低的今天,此 缺点并不突出,因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
二极管整流电路原理与分析半波整流 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管导通,输出电压 vo=vi-vd。
当输入电压处于交 流电压的负半周时,二极管截止,输出电压 vo=0。
半波整流电路输入和输出电压的波形如图所 示。
二极管半波整流电路 对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备, 半波整流输出的脉动电压就足够了。
二极管整流桥数学建模1.引言1.1 概述概述是文章引言部分的一小节,其主要目的是为读者提供对文章内容的整体了解。
在本文中,我们将重点讨论二极管整流桥及其数学建模方法。
二极管整流桥是电子电路中常见的一种电源变换电路,其用途广泛,可以将交流电转换为直流电。
在实际应用中,我们经常使用交流电作为电源,但是许多电子设备都需要直流电才能工作。
因此,二极管整流桥的原理和设计在电子领域中是非常重要的。
本文通过对二极管整流桥原理的探讨,旨在深入了解其工作原理和性能特点,并通过数学建模方法对其进行分析和优化。
文章将首先介绍二极管整流桥的基本原理,包括其电路结构和工作过程。
随后,我们将详细介绍数学建模方法,包括使用电压-电流特性曲线建立数学模型,以及模拟和验证的方法。
通过对二极管整流桥的数学建模,我们可以更好地理解其在实际应用中的行为和性能。
同时,数学建模也可以帮助我们进行电路参数的优化和性能改进。
本文将对数学建模方法进行详细介绍,并通过实例分析来展示其实际应用价值。
通过阅读本文,读者将能够深入了解二极管整流桥及其数学建模方法,并了解其在实际应用中的重要性和优势。
同时,本文还将为读者提供进一步研究的方向和讨论的空间。
在下一节中,我们将详细介绍本文的结构和内容安排。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方向展开:文章结构部分旨在介绍整篇文章的框架和组成部分,让读者对文章的内容有一个整体的了解。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先概述了本文所要介绍的主题,即二极管整流桥数学建模。
接着简要介绍了文章的结构,即引言、正文和结论三个部分,并说明了各个部分的目的。
正文部分是文章的核心,主要包括二极管整流桥原理和数学建模方法两个部分。
在二极管整流桥原理部分,将介绍二极管整流桥的工作原理、电路结构和基本特点。
通过对二极管整流桥的原理进行深入剖析,读者可以全面了解该电路的工作方式和作用。
接下来,在数学建模方法部分,将详细介绍如何利用数学方法对二极管整流桥进行建模。
电力电子技术实验报告实验名称:单相桥式全控整流电路的仿真与分析班级:自动化091组别: 08 成员:金华职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相桥式全控整流电路(电阻性负载) .............................................. 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理 (1)2. 单相桥式全波整流电路建模 (2)3. 仿真结果与分析 (4)4. 小结 (6)二. 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) ............................................. 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误!未定义书签。
2. 建模................................................................................................. 错误!未定义书签。
3. 仿真结果与分析............................................................................. 错误!未定义书签。
4. 小结................................................................................................. 错误!未定义书签。
三. 单相桥式全控整流电路(反电势负载)......................................... 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误!未定义书签。
二极管特性的研究——桥式整流电路的设计实验目的1. 运用伏安法测绘二极管的特性曲线。
2. 借助示波器观察绘制桥式整流电路的特性曲线。
实验原理晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n 型半导体和p 型半导体结合形成的pn 结构成的,如图一(a )所示,pn 结具有单向导电的特性,常用符号表示如图一(b )。
图 一 二极管pn 结构 图 二 二极管特性曲线当pn 结加上正向电压(p 区接正、n 区接负)时,外电场使pn 结的阻挡层变薄,形成比较大的电流,二极管的正向电阻很小;当pn 结加上反向电压时,外电场使pn 结的阻挡层变厚,形成极小的反向电流,表现为反向电阻非常大。
晶体二极管的正反向特性曲线如图二所示,即二极管具有单向导电性。
利用二极管的单向导电性,可将交流电变成脉冲直流电,其过程称为整流。
如图三是桥式整流滤波电路,其整流过程如下:当交流电为正半周时,M 点电压高于N 点电压, D 2、D 4截止,而D 1、D 3导通,电流将从交流电源依次通过D 1、R 、D 3回到电源;当交流电为负半周时,N 点电压高于M 点电压,D 1、D 3截止,而D 2、D 4导通,电流将从交流电源依图 三 桥式整流、滤波电路 图 四 交流、整流及滤波波形次通过D 2、R 、D 4回到电源。
这样通过R 的电流方向是固定的,U A 始终大于U B ,且U AB随交流电的起伏而波动。
如果将R 两端接入示波器会观察到如图四的整流波形②。
如在负载R 两端并接上电容值较大的电解电容,见图三的虚线部分,可将脉冲直流电过滤成较平稳的直流电,称为滤波。
波形②将会变得较为平滑或成一条直线③。
(滤波的基本原理:电容C 两端的初始电压为0。
接入交流电源U 后,当U 为正半周时,D 1、D 3导通,U 通过D 1、D 3对电容充电;当U 为负半周时,D 2、D 4导通,U 通过D 2、D 4对电容充电。
由于充电回路等效电阻很小,所以充电很快,电容C 迅速被充到交流电压的最大t A C (a) (b)值U max 。
二极管桥式整流电路二极管桥式整流电路是一种常见的电路配置,它可以将交流电转换为直流电。
在这篇文章中,我们将详细探讨二极管桥式整流电路的原理、特点和应用。
二极管桥式整流电路由四个二极管组成,它们被连接成一个桥形结构。
输入信号通过两个交流输入端口连接到桥的两个对角线上,而输出信号则从另外两个对角线上取出。
桥的两个交流输入端口分别与一个变压器的两个输出端口相连接,变压器负责将输入的交流电转换为所需的电压级别。
在这个电路中,二极管扮演着关键的角色,它们起到了整流的作用。
当输入信号的电压为正向时,二极管D1和D3导通,而D2和D4截断。
这时,电流从D1流到D3,然后进入负载,形成了一个闭合回路。
当输入信号的电压为反向时,二极管D2和D4导通,而D1和D3截断。
此时,电流从D2流到D4,然后进入负载,同样形成了一个闭合回路。
换句话说,无论输入信号的电压是正向还是反向,都能通过二极管桥式整流电路转换为单向的直流电。
二极管桥式整流电路有几个特点值得注意。
首先,它具有较高的整流效率,可以将交流电转换为直流电,而几乎不损失能量。
其次,它的输出电压相对稳定,可以满足各种电子设备的供电需求。
此外,它具有结构简单、成本低廉的优点,非常适合大规模生产。
二极管桥式整流电路在实际应用中有着广泛的用途。
首先,它常用于家用电器中,如电视机、音响和电脑等设备的电源。
其次,它也被广泛应用于工业自动化系统中,用于控制和驱动各种设备。
此外,它还可以用于电动车、太阳能发电系统和无线通信设备等领域。
尽管二极管桥式整流电路具有许多优点,但也存在一些局限性。
首先,由于二极管的电压降和正向电阻,输出的直流电压会有一定的波动。
其次,当输入电压较低或负载电流较大时,二极管可能会受到过大的电流冲击,导致损坏。
因此,在实际设计和应用中,需要根据具体情况选择合适的二极管和变压器。
总结起来,二极管桥式整流电路是一种常见且实用的电路配置,可以将交流电转换为直流电。
整流电路将交流电压变换成单向脉动的电压,为了改善电压的脉动程度,得到较平直的直流电压,以满足电子设备的需要,常在整流电路输出端接上滤波电路。
滤波电路主要由电容、电感元件组成,从本篇的电容滤波电路开始,分三篇分别介绍这几种滤波电路。
如下图所示,在桥式整流电路负载两端并联一个电容器C,利用电容C的充放电作用,可以使负载上得到的电压较为平直。
当输入电压u2u2正半周时,如果u2>u C u2>uC,二极管VD1、VD3导通(参看《二极管单相整流电路:桥式整流工作原理及桥式整流组件(硅堆)》的单相桥式整流电路图),电流流过负载R L RL的同时,也对电容C充电,忽略二极管的正向管压降,电容C两端的电压u C uC和输入电压u2u2相同,并充电到最大值2√u22u2,当u2u2按正弦规律连续下降时,在接负载R L RL的情况下,开始时u C uC也是按u2u2的规律下降;但是,由于u2u2的下降速度大于u C uC的下降速度,所以下降到u2<u C u2<uC时,VD1、VD3处于反向偏置截止,而电容c开始向负载R L RL放电,即u C uC按指数规律下降。
当输入电压u2u2的负半周变化到|u2|>u C|u2|>uC时,如上图,VD2、VD4开始导通,此时电容C放电停止,u2u2重新对电容充电,使u C uC按正弦规律充电到最大值2√u22u2,然后u2u2下降到|u2|<u C|u2|<uC时,VD2、VD4截止,电容C又开始向负载R L RL放电,此时u C uC按指数规律下降。
如此作周期性重复,故电容器两端的电压u C uC,即负载电压u o uo变得比较平直。
由以上分析可知,桥式整流电路加电容滤波后,输出电压的脉动成分减小,同时也使平均值U o Uo。
得到提高,U o Uo的大小取决于负载R L RL和电容C的乘积,即电容放电时间常数R L C RLC。
采用二极管基于桥式整流电路设计9v电压电路方案一、方案概述本方案旨在设计一个基于二极管桥式整流电路的9V电压电路,以满足实际应用中对于稳定可靠的电源供应的需求。
该电路具有简单、可靠、成本低廉等优点,适用于小功率设备和电子产品的供电。
二、桥式整流电路原理桥式整流电路是一种常见的交流变直流的方式,其原理如下:1. 正半周:D1和D3导通,D2和D4截止,此时负载所接收到的电压为正向。
2. 负半周:D2和D4导通,D1和D3截止,此时负载所接收到的电压为反向。
通过上述两步操作,即可将交流信号转换为直流信号。
三、9V电压电路设计1. 选取变压器首先需要选取一个合适的变压器来提供输入交流信号。
由于需要输出9V直流信号,因此可以选择一个12V/1A或者15V/1A的变压器。
2. 二极管选择在桥式整流电路中需要使用四个二极管进行整流操作。
由于需要承受较大的反向工作峰值(VRM),因此建议选择1N4007或者1N5408等高压二极管。
3. 滤波电容在整流后的直流信号中可能存在较大的纹波,因此需要使用一个滤波电容进行平滑处理。
根据经验,可以选择1000uF/25V的电解电容。
4. 稳压电路为了保证输出的电压稳定可靠,需要使用一个稳压器进行调节。
可以选择LM7809或者LM7806等线性稳压器,其能够将输入的直流信号调节为稳定的9V或6V输出。
五、元器件选型根据上述设计要求,可以选用以下元器件:1. 变压器:12V/1A或15V/1A变压器2. 二极管:1N4007或1N5408等高压二极管3. 滤波电容:1000uF/25V电解电容4. 稳压器:LM7809或LM7806线性稳压器5. 其他:印刷板、端子、导线等。
六、PCB设计根据上述设计要求和元器件选型,可以进行PCB板的设计。
具体步骤如下:1. 根据原理图绘制PCB布局图,并考虑元器件之间的布局和连线。
2. 根据PCB布局图进行电路板的绘制,注意布线的合理性和美观性。
二极管特性的研究——桥式整流电路的设计
实验目的
1. 运用伏安法测绘二极管的特性曲线。
2. 借助示波器观察绘制桥式整流电路的特性曲线。
实验原理
晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n 型半导体和p 型半导体结合形成的pn 结
构成的,如图一(a )所示,pn 结具有单向导电的特性,常用符号表示如图一(b )。
图 一 二极管pn 结构 图 二 二极管特性曲线
当pn 结加上正向电压(p 区接正、n 区接负)时,外电场使pn 结的阻挡层变薄,形
成比较大的电流,二极管的正向电阻很小;当pn 结加上反向电压时,外电场使pn 结的阻
挡层变厚,形成极小的反向电流,表现为反向电阻非常大。
晶体二极管的正反向特性曲线
如图二所示,即二极管具有单向导电性。
利用二极管的单向导电性,可将交流电变成脉冲直流电,其过程称为整流。
如图三是
桥式整流滤波电路,其整流过程如下:当交流电为正半周时,M 点电压高于N 点电压, D 2、D 4截止,而D 1、D 3导通,电流将从交流电源依次通过D 1、R 、D 3回到电源;当交流电为
负半周时,N 点电压高于M 点电压,D 1、D 3截止,而D 2、D 4导通,电流将从交流电源依
图 三 桥式整流、滤波电路 图 四 交流、整流及滤波波形
次通过D 2、R 、D 4回到电源。
这样通过R 的电流方向是固定的,U A 始终大于U B ,且U AB
随交流电的起伏而波动。
如果将R 两端接入示波器会观察到如图四的整流波形②。
如在负载R 两端并接上电容值较大的电解电容,见图三的虚线部分,可将脉冲直流电
过滤成较平稳的直流电,称为滤波。
波形②将会变得较为平滑或成一条直线③。
(滤波的
基本原理:电容C 两端的初始电压为0。
接入交流电源U 后,当U 为正半周时,D 1、D 3
导通,U 通过D 1、D 3对电容充电;当U 为负半周时,D 2、D 4导通,U 通过D 2、D 4对电
容充电。
由于充电回路等效电阻很小,所以充电很快,电容C 迅速被充到交流电压的最大
t A C V (a) (b)
值U max 。
此时二极管的电压始终小于或等于0,故二极管均截止,电容不可能放电,故输
出电压恒为U max 。
)
综上所述,交流电通过整流、滤波可以变成直流电,这就是一般稳压电源的基本原理。
实验仪器及配件
HH1713-1型直流稳压电源, XJ17A 型二踪示波器,EE1641B1型函数信号发生器。
二极管IN4007有关参数:额定功率约1.5W ,正向极限电压0.8V ,正向极限电流约2A ,
反向击穿电压约400V 。
实验要点
1.测量二极管的特性曲线。
设计测二极管正、反特性的电路如图五、图六。
设计思路:考虑到测二极管伏安特性时电压、电流均要从零起调,因此采用分压电路
进行测量;另考虑到二极管正向电阻较小,需用的毫安表内阻也较小,电压表内阻较大,
因此当二极管正向导通时采用毫安表外接法(通过电压表的电流可忽略);考虑到一般二
极管反向电阻比电压表内阻要大,如微安表外接,通过电压表的电流不能忽略,因此,当
二极管反向导通时采用微安表内接法。
测量数据填入表一、表二。
注意:指针表测电流、
电压时,指针应尽量接近2/3满偏。
图 五 二极管正向特性 图 六 二极管反向特性
注意:测二极管正向特性曲线时还需串联一保护电阻。
2.借助示波器观察和绘制交流、整流和滤波的波形。
1)打开电源,调整函数信号发生器、示波器为定量测量状态。
要确定时基线为零的位置。
2)利用二极管在面包板上搭接桥式整流、滤波电路(图三),并接入示波器观察其波形。
注意:电表、二极管的正、负极性不能接错,检查线路后再通电。
数据处理
1. 测量二极管的特性曲线
2.借助示波器观察和绘制交流、整流和滤波的波形
将交流、整流、滤波的波形绘制在同一坐标纸上,便于比较和总结。
分析讨论:
1、误差原因分析:1)测二极管的特性曲线设计内、外接法线路有原理误差;2)测电压、电流时电表的仪器和读数误差;3)二极管的伏安特性曲线还与温度有关;4)示波器的定
量测量一般有5%的误差。
2、改进与讨论: 1)测量二极管的特性曲线可采取用补偿电压法(见教材P137)设计线路如右图:图中将二极管代替R x 。
2)示波器观察到的整流波形不连续,是因为二极管有正向电阻。
3)要得到更为平稳的电压,需并联更大的电容。
预习思考题 1. 设计出利用伏安法测二极管的线路,根据二极管的正向、反向的电阻大小,决定是用内接法,还是用外接法。
注意二极管正向连接时还需串联一分压保护电阻。
答:设计如图五、六。
2. 当二极管加上正向电压时,二极管处于导通状态;当二极管加上反向电压时,二极管处于截止状态,说明二极管具有单向导电性。
3. 图三桥式整流电路中,如果有一个二极管接反,会造成什么后果?
答:交流电源短路,二极管会烧毁。
4. 右图是晶体二极管半波整流电路。
(1)试画出次级线圈的
电压波形。
(2)试在电路图上标出通过负载R 的电流方向。
(3)画出电路工作时通过R 的电流波形。
(将交流电分成正半
周负半周进行分析)
图6—1 补偿法测电阻电路图
0 10(s)
答:(1)次级线圈的电压波形:
(3)通过R的电流波形:
课后思考题
1.通过桥式整流过程的分析,要使电路不短路,二极管的联接有何特点?电源应接在哪两端?
答:应注意四个相联二极管的异级端与电源相连,同极端与电阻、电容相连。
2.有人设计使用二极管的电路如右图,判断示波器测DE两
端的电压波形及该波形频率是原交流频率的几倍。
(图中匝数
N1=N2)
答:DE两端电压波形为:
DE两端电压是原变压器电压的1/2,频率是原变压器频率的2倍。
二极管特性的研究——桥式整流电路的设计
实验报告评分标准:满分30分
1、实验文字部分(10):
实验目的;实验原理(包括设计线路图);实验仪器;实验内容;回答预习思考题。
2、数据处理部分(15):
一、数据表格(5分);二、有效数字(5分);三、坐标纸绘图(5分)。
3、分析讨论部分:
一、误差原因分析、讨论与改进(5分)。
R L。