单相半波可控整流电路教学实例

单相半波整流电路教案第一章：教学目标与内容简介1.1 教学目标本章旨在让学生了解并掌握单相半波整流电路的基本原理、工作过程及其应用。

通过本章的学习，学生应能：（1）描述单相半波整流电路的组成及工作原理；（2）分析并计算单相半波整流电路的主要性能指标；（3）设计并搭建简单的单相半波整流电路。

1.2 教学内容（1）单相半波整流电路的基本概念；（2）单相半波整流电路的工作原理；（3）单相半波整流电路的性能指标；（4）单相半波整流电路的应用实例。

第二章：单相半波整流电路的基本概念2.1 交流电与直流电的区别介绍交流电（AC）与直流电（DC）的基本概念，分析它们在电压和电流方面的差异。

2.2 半波整流电路的概念解释半波整流电路的定义，阐述它只能利用输入交流电信号的一半波段，从而实现直流电的输出。

2.3 单相半波整流电路的组成介绍单相半波整流电路的主要组成部分，包括电源、整流器、负载等。

第三章：单相半波整流电路的工作原理3.1 整流器的作用讲解整流器在单相半波整流电路中的作用，以及整流器的工作原理。

3.2 负载的作用介绍负载在单相半波整流电路中的作用，以及负载对整流电路性能的影响。

3.3 单相半波整流电路的工作过程分析单相半波整流电路在正半周和负半周的工作过程，阐述整流电路输出直流电的原理。

第四章：单相半波整流电路的性能指标4.1 输出直流电压讲解单相半波整流电路输出直流电压的计算方法，以及影响输出直流电压的因素。

4.2 输出直流电流介绍输出直流电流的计算方法，以及负载电阻对输出直流电流的影响。

4.3 整流电路的效率阐述整流电路效率的计算方法，以及提高整流电路效率的途径。

第五章：单相半波整流电路的应用实例5.1 充电器以充电器为例，介绍单相半波整流电路在实际应用中的具体实现，以及充电器的性能指标。

5.2 电源适配器讲解电源适配器的工作原理，以及单相半波整流电路在电源适配器中的应用。

5.3 照明电路分析单相半波整流电路在照明电路中的应用，以及照明电路的性能要求。

电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别： 08 成员：职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(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. 单相半波整流电路建模................................................................... 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. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 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。

单相半波可控整流电路教学实例摘要：本文作者以单相半波可控整流电路教学实例阐述了其整体授课思路，结合企业实际，如何使用任务驱动教学法，六步法完成任务的思路，逐步引导学生深入研究单相半波可控整流电路的原理，规范安装调试操作过程。

关键词：单相半波可控整流电路任务驱动教学法安装调试随着电力电子技术在现代企业应用的普及，开设电气、机电专业的职业学校都会安排电力电子技术这门课程，而且电力电子技术方面的题目在电工高级工及以上等级鉴定题库占比重越来越多。

而电力电子课程理论性比较强，更加抽象，应用到其它专业课程内容进行分析，难度大一些，学生学习会相对困难。

教学要从学生角度出发，了解他们的当前基础，制定适合的教学计划，目标是学生学会。

教学也要从企业角度出发，培养企业需要的人才，通过和生产一线技术与管理人员交流，深入生产现场调研，将企业的需求转化整合，制定课堂教学目标，设计教学方案。

单相半波可控整流电路是最简单的可控整流电路，也是学生接触的第一个可控整流电路，因此能够成功引起学生的学习兴趣，为今后分析复杂的可控整流与逆变电路打下良好的基础，会起到极为重要的作用。

以一体化形式进行教学，理论实践相结合，分析电路原理和动手操作直接观察现象结合，符合认知发展规律，利于学生掌握知识与技能。

课题从企业开发新产品新型充电桩，让学生协助研究单相半波可控整流电路，测试电路的参数，使用任务驱动法导入。

以企业提供的电路图图纸和需要测试的数据、记录波形变化的表格，为了完成企业交付的工作任务，引起学生对单相半波可控整流电路组成、原理、安装调试测试方法等内容的学习具有需求性。

老师带领学生按照完成任务的思路阅读图纸（见图1），制定工作计划如下：安装电路——调节参数——测量记录——计算绘图——核对验收——提交上报。

为了更好体现工作场景，将全班分成若干小组，每个组布置测试不同控制角的参数，每个小组内再将任务分解，具体分配给每一名成员，通过全组学生的分工合作完成单相半波可控整流电路参数表和波形测试报告。

重庆三峡学院实验报告课程名称电力电子技术实验名称单相半波可控整流电路实验实验类型验证学时 2系别电信学院专业电气工程及自动化年级班别 2015级2班开出学期 2016-2017下期学生姓名袁志军学号 4228 实验教师谢辉成绩2017 年 4 月 30 日发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。

调节移相电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°～170°范围内移动图3-6 单相半波可控整流电路(2)单相半波可控整流电路接电阻性负载触发电路调试正常后，按图3-6电路图接线。

将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U d、晶闸管VT两端电压U VT的波形，调节电位器RP1，观察α=30°、60°、90°、120°、150°时U d、U VT的波形，并测量直流输出电压U d和电源电压U2，记录于下表中。

五、数据记录及处理实验台实测数据：α36°60°90°126°154°U2/V 213 213 213 213 213U d/V（记录值）75 56 37 9 2U d/U2U d/V（计算值）(1)α =30°Ud =75V，U2=220V，Ud/U2=，=(1+cosα)/2=；|Ud-|/*100%=%；α =60°。

U d=56V，U2=220V，U d/U2=；=(1+cosα)/2=；|U d -|/*100%=%；α =90°，U d=37V，U2=220V，U d/U2=；=(1+cosα)/2=；|U d -|/*100%=%；α =120°，U d=9V，U2=220V，U d/U2=；=(1+cosα)/2=；|U d -|/*100%=%；α =150°；U d=2V，U2=220V，U d/U2=；=(1+cosα)/2=；|U d -|/*100%=%。

电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可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. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(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. 单相半波整流电路建模................................................................... 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. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 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。

一、实验目的（1）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作情况。

（3）了解续流二极管的作用。

二、实验所需挂件及附件5 D42 三相可调电阻6 双踪示波器自备7 万用表自备三、实验线路及原理单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。

将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式。

二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感L d在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH 三档可供选择，本实验中选用700mH。

直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。

图3-6单相半波可控整流电路四、实验内容（1）单结晶体管触发电路的调试。

（2）单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。

（3）单相半波整流电路带电阻性负载时U d/U2= f(α)特性的测定。

（4）单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。

五、预习要求（1）阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。

（2）复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。

（3）掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U d、I d的计算方法。

六、实验方法（1）单结晶体管触发电路的调试将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。

调节移相电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°～170°范围内移动?（2）单相半波可控整流电路接电阻性负载触发电路调试正常后，按图3-6电路图接线。

电子技术教案9.1单相半波可控整流电路 (2)9.2单相桥式半控整流电路 (3)9.3桥式全控整流电路的仿真 (4)第九章 晶闸管及其电路本小节将对半波可控整流、单相半控桥式整流、单相全控桥式整流电路进行仿真，全控桥式整流又分纯阻性负载和阻感负载，主要介绍电路的仿真方法和所能解决的问题。

9.1单相半波可控整流电路在EWB 中创建的半波整流电路见图9-1。

注意触发信号的接入方法，触发信号的频率应与输入信号的频率保持一致。

这里输入信号 V U 1002=，要求控制角︒=90α，理论上根据输入与输出信号的关系式可计算出输出信号平均值（不计晶闸管正向压降）：V U U 5.22290cos 145.020=︒+= 而实际的仿真结果如图9-1中电压表所示，为21.66V ，与理论计算很接近，表明仿真结果真实可靠。

图9-2是电路的仿真波形，其中a 图为输入信号与触发信号的对照波形，从图中可以看出控制角为90度；5-2b 图为输入信号与输出信号的对照波形。

图9-1 半波可控整流电路a ）b ） 图9-2 半波可控整流电路仿真波形9.2单相桥式半控整流电路桥式半控整流电路仿真图的创建方法如图9-3所示，由于是桥式整流，所以触发信号的频率应是输入信号频率的二倍。

理论上输出电压平均值按下式计算：V U U 2/)cos 1(9.020α+=当控制角α︒=60，V U 1202=时，计算得：V U 810=，与仿真结果近似相等。

用示波器图9-3 桥式半控整流电路仿真图还可观察到各点波形，如图9-4所示，其中a 图为输入信号与控制信号的对应波形；b图为输出信号的波形。

注意测量输出信号时示波器的接法，见图9-3。

a）b）图9-4 桥式半控整流电路的仿真波形9.3桥式全控整流电路的仿真桥式全控整流电路，纯阻性负载仿真图的创建方法如图9-5所示，理论上输出电压平图9-5 桥式全控整流电路的仿真图均值的计算方法同桥式半控整流电路，仿真结果与理论计算相符。

实验1_单相半波可控整流电路实验一、实验目的1. 学习单相半波可控整流电路的工作原理和特点。

2. 掌握单相半波可控整流电路的基本组成和参数计算方法。

3. 熟练掌握实验仪器的使用方法和实验操作技能。

4. 加深对电力电子器件及其应用的理解。

二、实验原理1. 半波可控整流电路的工作原理半波可控整流电路是将单相交流电源经过变压器变压、整流、滤波和调压等环节后的直流电压，通过可控硅实现电压调节和电流控制的电路。

其原理图如图1所示：在正半周，当可控硅触发角大于 0 时，可控硅导通；当触发角小于 0 时，可控硅截止，电路不导电。

在负半周，可控硅不导电，所以输出电压为零。

通过调节触发角$α$，可以改变可控硅导通的时间，从而改变负载电流的大小，实现电压调节和电流控制的目的。

（1）单向导电，在交流电源中只能使用单相和三相有源触发器。

（2）电压和电流不能随意控制，需要通过调整触发角来实现。

（3）输出电压具有高负载性，即在负载改变时，输出电压变化小。

三、实验设备2. 可动直流电源。

3. 电流表、电压表、示波器等。

四、实验内容1. 接线图：实验仪器各接口之间的接线如图 2 所示：图2. 实验仪器接线图2. 实验步骤：（1）按照图 2 的接线要求连接电路，注意接线的正确性和稳定性。

（2）打开电源开关，调节直流电源输出电压为 15V。

（3）按照图 3 的时序关系接触触发器，观察电路输出电压和电流波形，并测量数据，记录在数据表中。

（4）改变触发角为不同值，重复步骤（3），并记录数据。

（5）实验结束后，关闭电路电源和电源开关。

（6）根据测量数据和实验结果，总结实验中发现的问题和运行特点。

（7）撰写实验报告。

3. 数据记录：输入电压 $V_\mathrm{in}$ =______V 周期 $T$ =______s滤波电容$C$ =______μF输出电压 $V_\mathrm{out}$ $= \dfrac{V_\mathrm{p}}{\pi} - 1.1V$，其中$V_\mathrm{p}$ 是电路输出峰值电压。

《电工电子技术》课程电子教案教师： 赵静 序号：7教学项目 （任务）名称项目九 电力电子技术课时数8知识点名称单相半波可控整流电路课时数1重点、难点1、单相半波可控整流电路的工作原理2、单相半波可控整流电路的主要技术参数专业能力1、具备一定的单相半波可控整流电路的基础知识；2、掌握了解常用单相半波可控整流电路的工作原理；方法能力查阅资料、自学教学目标社会能力1、学生的沟通能力及团队协作精神2、良好的职业道德3、质量、成本、安全、环保意识学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室、实训室教学方法结合现场、录像、实验、实训、参观等进行学习教学手段多媒体教学教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配一、明确任务单相半波可控整流调光灯主电路实际上就是负载为阻性的单相半波可控整流电路，对电路的输出波形d u 和晶闸管两端电压T u 波形的分析在调试及修理过程中是非常重要的。

我们的分析是在假设主电路和触发电路均正常工作的前提条件下进行的。

图1单相半波可控整流电路图1所示为单相半波可控整流电路学生观看PPT10min教学步骤教学内容学生活动时间分配二、知识准备　（1）o0=α时的波形分析图2是o0=α时实际电路中输出电压和晶闸管两端电压的理论波形。

图2（a ）所示为o0=α时负载两端（输出电压）的理论波形。

图2 o0=α时输出电压和晶闸管两端电压的理论波形（a ）输出电压波形 （b ）晶闸管两端电压波形（2）o30=α时的波形分析图3（b ）所示为o30=α时晶闸管两端的理论波形图。

其原理与o0=α相同。

图3 o30=α时输出电压和晶闸管两端电压的理论波形 （a ）输出电压波形 （b ）晶闸管两端电压波形2．基本的物理量计算（1）输出电压平均值与平均电流的计算：2cos 145.0)(d sin 2π212π2d αωωα+==⎰U t t U U 2cos 145.0d 2d d d α+==R U R U I （2）负载上电压有效值与电流有效值的计算：π42sin π2πd2αα+-=R U I （3）晶闸管电流有效值I T 与管子两端可能承受的最大电学生观看PPT10min压：在单相半波可控整流电路种，晶闸管与负载串联，所以负载电流的有效值也就是流过晶闸管电流的有效值，其关系为I T ＝π42sin π2πd2αα+-=R U I 由图1－16中T u 波形可知，晶闸管可能承受的正反向峰值电压为2TM 2U U =（4）功率因数ϕcos π42sin π2πcos 2ααϕ+-===IU UIS P 教学步骤教学内容学生活动时间分配三、操作训练将示波器探头的测试端和接地端接于白炽灯两端，调节旋钮“t/div ”和“v/div ”，使示波器稳定显示至少一个周期的完整波形，并且使每个周期的宽度在示波器上显示为六个方格（即：每个方格对应的电角度为O60），调节电路，使示波器显示的输出电压的波形对应于控制角α的角度为30°，如图4（a ）所示，可与理论波形对照进行比较。