实验5 整流、滤波、稳压电路
一、实验目的
1、学习直流电源电路的组成、工作原理；
2、探究整流、电容滤波电路的特性.
二、实验电路
图5-1
三、设备与材料
示波器，万用表，实验台
四、实验内容与步骤
1． 电路连接及实验准备.
按图5-1连接实验电路。取可调工频电源电压为16V，作为整流输入电压U2.
2.按以下步骤及表5-1的内容进行实验并记录，注意每次改接电路时，必须切断工频电源。
（1） 连接电路为半波、桥式整流电路，测量直流输出电压UL，并用示波器观察UL的波形，记入表中；
（2） 连接电路为桥式整流电容滤波电路，测量直流输出电压UL，并用示波器观察UL的波形，记入表中；
（3） 连接电路为桥式整流电容滤波电、稳压电路，测量直流输出电压UL，并用示波器观察UL的波形，记入表中；
对表5-1
电路形式 UL(V)理论值 UL(V)实测值 UL波形
半
波
整
流
桥
式
整
流
电
容
滤
波
稳
压
电
路
五、实验报告要求
1. 对表5-1所测结果进行全面分析，总结桥式整流、电容滤波电路的特点。
整流、滤波和稳压电路
第二节滤波电路
交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。
一、电容滤波
电容器是一个储存电能的仓库。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间，e2 向负载电阻Rfz 提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。这时，D 受反向电压，不能导通，于是Uc便通过负载电阻Rfz 放电。由于C和Rfz 较大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上的电压降得不多。当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时，又再次对电容器充电。如此重复，电容器C两端（即负载电阻Rfz ：两端）便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
图5-10（a）（b）中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。
显然，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。但是，电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。表5-2 中所列滤波电容器容量和输出电流的关系，可供参考。
第七章 整流电路、滤波电路及稳压电路
知识目标
1.掌握单相桥式整流电路的结构和工作原理。
2.了解电容滤波电路和电感滤波电路的作用。
3.了解稳压电路的工作原理和特点。
4.了解集成稳压器的使用方法。
技能目标
1.掌握单相桥式整流电路。
2.掌握集成稳压器的基本使用方法和连接方法。
3.能够使用万用表测量电压，能够使用双踪示波器观察测试波形。
4.能够根据直流稳压电源框架组装直流稳压电源。
第一节 整流电路
一、整流与整流电路
利用二极管的单向导电性可以将交流电转换为直流电，这一过程称为整流，这种电路就称为整流电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
二、单相桥式整流电路的结构和特点
单相桥式整流电路利用整流二极管的单向导电性，将交流电变成单向脉动直流电，其组成结构如图7－1所示。
图7－1 单相桥式整流电路
图7－1中，Tr表示电源变压器，作用是将交流电网电压u1变成整流电路要求的交流电压；RL是直流供电的负载电阻；4只整流二极管VD1～VD4依次接成电桥的形式，故称桥式整流电路。
桥式整流电路的特点是：输出电压的直流成分得到提高，脉冲成分被降低，每只整流二极管承受的最大反向电压较小，变压器的利用效率高，因此被广泛使用。
单相桥式整流电路的实现
在实际应用中，单相桥式整流电路可以用四个独立的整流二极管实现，也可以用集成器件“桥堆”来实现。
图7－2所示为单相桥式整流电路的习惯简化画法。
图7－2 单相桥式整流电路的习惯简化画法
三、单相桥式整流电路的工作原理
图7－3 单相桥式整流电路波形
在图7－3单相桥式整流电路波形中，在u的正半周时，u2>0时，VD1、VD4导通，VD2、VD3截止，故有图示iD1(iD4)的波形；
同样，在u1的负半周时，u2<0时，VD1、VD4截止VD2、VD3导通，故有电流iD2(iD3)。
可见在u的正、负半周均有电流流过负载电阻RL，且电流方向一致，综合得到uo(io)的波形。
整流、滤波和稳压电路
滤波电路
交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。
一、电容滤波
电容器是一个储存电能的仓库。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间，e2 向负载电阻Rfz 提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。这时，D 受反向电压，不能导通，于是Uc便通过负载电阻Rfz 放电。由于C和Rfz 较大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上的电压降得不多。当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时，又再次对电容器充电。如此重复，电容器C两端（即负载电阻Rfz ：两端）便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
图5-10（a）（b）中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。
显然，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。但是，电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。表5-2 中所列滤波电容器容量和输出电流的关系，可供参考。
