单相桥式整流滤波电路基础

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。

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。

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。

1. 让学生了解并掌握单相桥式整流滤波电路的原理及应用。

2. 培养学生对电路图的阅读和分析能力。

3. 培养学生运用电路知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 单相桥式整流滤波电路的基本原理2. 单相桥式整流滤波电路的电路图及元器件功能3. 单相桥式整流滤波电路的工作过程4. 单相桥式整流滤波电路的应用实例5. 单相桥式整流滤波电路的优缺点三、教学重点与难点1. 重点：单相桥式整流滤波电路的工作原理及应用。

2. 难点：单相桥式整流滤波电路的电路图分析及元器件功能。

四、教学方法1. 采用讲授法，讲解单相桥式整流滤波电路的基本原理、工作过程及应用实例。

2. 采用案例分析法，分析单相桥式整流滤波电路的电路图及元器件功能。

3. 采用提问法，引导学生思考并解决实际问题。

五、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资源。

2. 教学多媒体设备。

3. 电路图及相关元器件。

4. 实验器材（如电源、灯泡、电阻等）。

1. 引入新课：通过讲解日常生活实例，引导学生了解单相桥式整流滤波电路的应用。

2. 讲解基本原理：介绍单相桥式整流滤波电路的基本原理，解释其工作过程。

3. 分析电路图：讲解单相桥式整流滤波电路的电路图，阐述各元器件的功能。

4. 演示实验：进行实验演示，让学生观察并理解单相桥式整流滤波电路的工作过程。

5. 应用实例：介绍单相桥式整流滤波电路在实际应用中的案例，让学生了解其应用领域。

6. 优缺点分析：讨论单相桥式整流滤波电路的优缺点，让学生了解其在实际应用中的限制。

七、课堂互动1. 提问：让学生回答关于单相桥式整流滤波电路的问题，检查学生对知识点的掌握。

2. 小组讨论：让学生分组讨论单相桥式整流滤波电路的应用实例，分享各自的见解。

3. 解答疑问：针对学生提出的问题，进行解答，帮助学生克服学习难点。

八、课堂练习1. 让学生根据电路图，分析单相桥式整流滤波电路的工作过程。

2. 让学生设计一个简单的单相桥式整流滤波电路，并分析其优缺点。

课题学习任务1.2——单相桥式整流与滤波电路的安装和测试课型新课授课班级授课时数教学目标1.能够识读整流电路图；了解整流电路的原理；学会合理选用整流电路元件。

2.能够识读滤波电路图；了解滤波电路的原理；学会估算电容滤波电路的输出电压。

3.学会搭接桥式整流、电容滤波电路4.学会用万用表和示波器测量整流滤波电路的相关电量参数和波形教学重点1.整流的概念，单向桥式整流的结构2.滤波的概念，电容滤波电路的结构3.整流和滤波元件的选用4.整理滤波电路的搭接、相关电参量和波形的测量教学难点整理、滤波电路的搭接、调试和测量学情分析教学效果教后记基础知识整流和滤波电路导入：1、什么电子设备需要用到直流电？电脑功放手机数码相机提问导入：什么电子设备需要用到直流电？激发兴趣2、如何得到直流电手机锂电笔记本电脑锂电数码相机锂电手机充电器电脑电源直流稳压电源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提问：如何得到直流电电性可以实现整流。

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。

⒈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。

图1-7 单相桥式整流电路⒉工作原理在交流电压u2的正半周（即0～t1）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。

结合演示讲解结合演示讲解图1-8 单相桥式整流电路工作原理的一个周期（正、负各半周）内，都有相同一方向的电流在交流电压u2流过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。

课程设计任务书目录1 课程设计的目的与作用 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的方法 (1)2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (1)2.1 设计任务 (1)2.1.1单相桥式整流电容滤波电路 (1)2.1.2矩形波发生器 (1)2.1.3音调发生电路 (1)2.1.4微变积分电路 (1)2.2 Multisim软件环境简介 (1)2.2.1 Multistim 10简介 (1)2.2.2 Multistim 10主页面 (2)2.2.3 Multistim 10元器件库 (2)2.2.4 Multistim 10虚拟仪器 (3)2.2.5 Multistim 10分析工具 (3)3 电路模型的建立 (4)3.1单相桥式整流电容滤波电路 (4)3.2矩形波发生器 (4)3.3音调发生电路 (5)3.4微变积分电路 (5)4 理论分析及计算 (6)4.1理论分析 (6)4.1.1单相桥式整流电容滤波电路 (6)4.1.2矩形波发生器 (6)4.1.3音调发生电路 (6)4.1.4微变积分电路 (6)4.2工作原理 (6)1 课程设计的目的与作用1.1 课程设计的目的（1）了解并掌握Multisim软件，并能熟练的使用其进行仿真；（2）加深理解单相桥式整流电容滤波电路的组成及性能；（3）进一步学习整流电路基本参数的测试方法。

1.2 课程设计的方法通过自己动手亲自设计和用Multistim软件来仿真电路，不仅能使我们队书上说涉及到的程序软件有着更进一步的了解和掌握，而且通过计算机仿真，避免了实际动手操作时机器带来的误差，使我们对上课所学到的知识也有更深刻的了解。

2 设计任务、及所用multisim软件环境介2.1设计任务2.1.1单相桥式整流电容滤波电路设计单相桥式整流电容滤波电路，使输出电压成为比较平滑的直流电压，电路由自己独自设计完成，在实验中通过自己动手调试电路，能够真正掌握实验原理，即静态分析和动态分析，并在试验后总结出心得体会。

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。

《1.2.2 桥式单相全波整流及滤波电路》基础训练一、填空题1、如图1所示为 电路，在2v 负半周，二极管 导通，二极管 承受反向电压而截止。

在一个周期内，每一个二极管导通 次，负载获得的电压为 电压。

这种电路较半波整流输出电压的脉动程度 ，电源利用率 ，同样的电压V2，其输出电压平均值也较半波整流的 。

图1 图22、仍如图1所示，变压器输出电压tV v π100sin 2202=，负载电阻R L =200Ω，则输出电压V L = ，I L = ，Iv= ，二极管承受的最高反向电压V R m= 。

3、仍如图1所示，若已知二极管中流过的平均电流为45mA ，负载电阻值为200Ω，则电路正常时，变压器输出电压的有效值为 。

管子承受的最高反向电压为 。

4、图2所示电路正常工作时输出电压为VL ，在电压2v 的负半周，导通的二极管有 ；二极管V2承受反向电压时，对应电压2v 的 周；电路中有一个二极管断路时，输出电压将为 。

若V1、V2均断路，则输出电压为 。

若V1、V4断路，则输出电压为 。

5、图2所示电路中，输出电压实际极性为 ，并在图中标出其极性。

若输入电压参考极性调换，则输出电压极性将 。

要想使输出电压实际极性为下正上负，则采取办法是 。

6、二极管整流电路输出的是 电压，其极性方向是 ，大小是 ，即 差。

7、在整流电路和负载之间接入的能把脉动直流电中 成分滤掉的电路，这种电路称为 。

常见的滤波器有 、 和 。

8、在电容滤波电路中，电容C 的容量愈大或负载电阻RL 越大，那么电容C 放电越 ，输出的直流电压就越 ，并越接近整流滤波电路的输入电压V2的 。

9、半波整流电容滤波电路中，当整流电路输入电压c v v >2时，二极管 ，电源对电容C 进行 ，同时为负载供电，若视二极管为理想二极管，则此阶段有2v c v L v ；当2v 电压越过峰值m V 2后，由于2v 下降速度 ，而电容两端电压c v 因放电较 ，下降速度 ，因此出现2v c v 情况，二极管进入 状态，此时靠电容储存的电能对负载供电，以维持负载两端获得一个较平稳的电压，直至下一充电周期到来，如此周而复始不断循环，使得负载上获得一个比半波整流 的 电压。