組裝整流器ppt課件

1、組組 裝裝 整整 流流 器器浙江大學物理實驗中心浙江大學物理實驗中心電磁學系列 9 整流器是電子儀器的重要組成單元。其功能是整流器是電子儀器的重要組成單元。其功能是將交流電整流后變成直流電。其形式整流可以分半將交流電整流后變成直流電。其形式整流可以分半波整流，全波整流及橋式整流。主要作為整流元件波整流，全波整流及橋式整流。主要作為整流元件的有兩種，一種是可控硅，而另一種就是晶體二極的有兩種，一種是可控硅，而另一種就是晶體二極管。本實驗主要采用晶體二極管做為整流元件。然管。本實驗主要采用晶體二極管做為整流元件。然盡管交流電信號經整流變成直流信號，但在這直流盡管交流電信號經整流變成直流信號，但在這

2、直流信號中仍包含著交流成分，所以作為一個完整的整信號中仍包含著交流成分，所以作為一個完整的整流器除了整流電路外還必須包含有濾波電路，而濾流器除了整流電路外還必須包含有濾波電路，而濾波元件主要有電容和電感，可組成多種不同的濾波波元件主要有電容和電感，可組成多種不同的濾波電路，有電路，有RCRC濾波、濾波、LCLC濾波以及濾波以及型濾波等等，本實型濾波等等，本實驗采用驗采用RCRC濾波。濾波。一、實一、實 驗驗 目目 的的 1 1、根據實驗室提供的元器件，、根據實驗室提供的元器件，完成各種整流電路的設計完成各種整流電路的設計 。 2 2、熟悉常用的一些電子元件、熟悉常用的一些電子元件、熟悉電子示波

3、器的使用熟悉電子示波器的使用 。二、二、 實實 驗驗 原原 理理 1、二極管的單向導電性、二極管的單向導電性 當外電壓如圖當外電壓如圖1 1 所示加在二極管兩端時，二所示加在二極管兩端時，二極管電流導通。當外加電壓如圖極管電流導通。當外加電壓如圖2 2 所示時，則二所示時，則二極管不導通，這就是二極管的單向導電性。二極管正向導通時，極管不導通，這就是二極管的單向導電性。二極管正向導通時，有門限電壓的作用，如圖有門限電壓的作用，如圖3 3 ，只有當外電壓大于門限電壓，只有當外電壓大于門限電壓0.7V0.7V（硅）或（硅）或0.4V0.4V（鍺）時，二極管才能導通。（鍺）時，二極管才能導通。圖圖1

4、圖圖2圖圖30vIII 2 2、各種電壓的定義及波形因素、各種電壓的定義及波形因素 （1 1）峰）峰 - - 峰電壓峰電壓V VP-PP-P ：表示正弦波峰到峰之間的：表示正弦波峰到峰之間的電壓幅度；電壓幅度； （2 2）峰值電壓）峰值電壓V VP P ：表示正向脈動電壓從零電平到：表示正向脈動電壓從零電平到最高電壓間的幅度；最高電壓間的幅度； （3 3）平均值電壓）平均值電壓 ： （ u=Vu=Vm mcoscos t t ） （4 4）有效值電壓）有效值電壓 V V ：VTdttuTV0)(1TdttuTV02)(1 3 3、各種波形間的相互關系、各種波形間的相互關系 （1 1）K KF

5、F 波形系數：波形系數： （2 2）K KP P 波峰系數：波峰系數： 由上述兩式推導：由上述兩式推導： 附表：正弦波、半波、全波的附表：正弦波、半波、全波的K KF F、K KP PVVKFVVKPPPFPKKVV全波全波半波半波正弦正弦K KF FK KP P波形波形波形波形2221.111.111.57 4、整流電路的類型及特點整流電路的類型及特點 （1 1）半波整流）半波整流 A A、電路圖及電壓波形圖如圖所示、電路圖及電壓波形圖如圖所示：v0220VU2D+-半波整流電路半波整流電路v20 2 3 4 2 3 0v0+_2V 半波整流電路中，對于電阻負載二極管所半波整流電路中，對于電

6、阻負載二極管所承受的反向最大電壓為承受的反向最大電壓為 V V（V V為有效值），對為有效值），對于電容負載所承受的反向最大電壓為于電容負載所承受的反向最大電壓為2 V2 V。22_+2V2VB B、二極管的反向耐壓二極管的反向耐壓2V0 tV0C、輸入輸出電壓關系為輸入輸出電壓關系為222002045. 02)(sin221)(21VVttdVtdUV 設輸入電壓設輸入電壓在二極管導通時忽略電路損耗與門限電壓，則在二極管導通時忽略電路損耗與門限電壓，則tVusin2202VU V V2 2輸入電壓的有效值輸入電壓的有效值 輸出電壓平均值輸出電壓平均值 下同下同0VD、濾波電路濾波電路 盡管交

7、流電信號經整流變成直流信號，但在這直流信號中仍包含盡管交流電信號經整流變成直流信號，但在這直流信號中仍包含著交流成分，所以作為一個完整的整流器除了整流電路外還必須包含著交流成分，所以作為一個完整的整流器除了整流電路外還必須包含有濾波電路。有濾波電路。 a a、濾波原理（、濾波原理（RCRC為例）為例）電路如圖，當電路如圖，當 ( (其周期其周期T T為）正半周為）正半周期時，二極管導通，期時，二極管導通， 對電容充電，由于對電容充電，由于二極管導通二極管導通 時內阻很小，電容很快被充時內阻很小，電容很快被充到峰值。當到峰值。當 負半周期時，二極管截負半周期時，二極管截止，這時電容上的電壓要通過

8、負載電阻放止，這時電容上的電壓要通過負載電阻放電，時間常數電，時間常數 。 當當 遠大于遠大于T T 時，電容上的電壓剛剛釋放了一小部份時，時，電容上的電壓剛剛釋放了一小部份時， 的下一個周期又導通了，電容就又被的下一個周期又導通了，電容就又被 充到峰值充到峰值 。 這樣一次又一次就這樣一次又一次就可有可有以保持輸出電壓變化保持穩(wěn)定以保持輸出電壓變化保持穩(wěn)定。uuRCuC濾波電路濾波電路充充放放b、電容電容濾波單相濾波單相半波半波電路電路T實驗與理論都可有以證明：負載電阻一定的情況下電容越大實驗與理論都可有以證明：負載電阻一定的情況下電容越大濾波效果濾波效果越越好好RC=0.002SR=470

9、 C=4.7RC=0.0047SR=470 C=10 RC=0.047SR=470C=100 （2）全波整流全波整流 電路圖及波形圖如下所示：電路圖及波形圖如下所示：輸入輸入v20 2 3 4 2 3 0輸出輸出v0 （頻率增加一倍）（頻率增加一倍）v0+-220Vv2 R圖圖 6 全波整流電路全波整流電路v2 全波整流的濾波效果及二極管承受反向最大壓降全波整流的濾波效果及二極管承受反向最大壓降與半波整流相同，其輸入輸出電壓關系為：與半波整流相同，其輸入輸出電壓關系為： 全波整流的優(yōu)點是利用電源的正負半周，同時電壓的全波整流的優(yōu)點是利用電源的正負半周，同時電壓的脈動大大減小。缺點是需要二個整流

10、二極管，而變壓脈動大大減小。缺點是需要二個整流二極管，而變壓器需帶對稱抽頭，結構復雜。器需帶對稱抽頭，結構復雜。209.0VV（3）橋式整流橋式整流 電路圖如圖電路圖如圖7 7所示，波形圖與全波整流類所示，波形圖與全波整流類似。似。v0+-220V圖圖 7 橋式整流電路橋式整流電路v2v0+-v2圖圖 8 橋式整流的濾波效果與前兩者相同，但其二極管橋式整流的濾波效果與前兩者相同，但其二極管承受的最大反向壓降為二只二極管同時分攤，如圖承受的最大反向壓降為二只二極管同時分攤，如圖8 8所所示，所以為半波整流的一半。其輸入輸出電壓關系示，所以為半波整流的一半。其輸入輸出電壓關系為：為：209.0VV

11、 三、實三、實 驗驗 儀儀 器器電子示波器電子示波器信號發(fā)生器信號發(fā)生器二極管二極管電阻電阻電容電容電源變壓器電源變壓器專用面包板專用面包板示波器示波器TDS1002TDS1002的簡單使用的簡單使用1：CH1CH1，CH2CH2兩信號輸入的測量接線圖兩信號輸入的測量接線圖。 要激活并顯示連接到通道要激活并顯示連接到通道l l和通道和通道2 2的的信號，可按如下步驟進行：信號，可按如下步驟進行：A A如果未顯示通道，可按下如果未顯示通道，可按下CHlCHl菜單和菜單和CH CH 2 2菜單按鈕。菜單按鈕。B B按下自動設置按鈕。按下自動設置按鈕。 要選擇兩個通道進行測量，可執(zhí)行以下要選擇兩個通

12、道進行測量，可執(zhí)行以下步驟：步驟：1 1按下測量按鈕，查看按下測量按鈕，查看“測量菜單測量菜單”。2 2按下頂部的選項按鈕；顯示按下頂部的選項按鈕；顯示“測量測量l l菜菜單單”。3 3按下信源選項按鈕，選擇按下信源選項按鈕，選擇CHlCHl。4 4按下類型選項按鈕，選擇峰按下類型選項按鈕，選擇峰峰值。峰值。5 5按下返回選項按鈕。按下返回選項按鈕。6 6按下頂部第二個選項按鈕；顯示按下頂部第二個選項按鈕；顯示“測測量量2 2菜單菜單”。7 7按下信源選項按鈕，選擇按下信源選項按鈕，選擇CH2CH2。8 8按下類型選項按鈕，選擇峰按下類型選項按鈕，選擇峰峰值。峰值。9 9按下返回選項按鈕。按下

13、返回選項按鈕。 讀取兩個通道的峰峰幅值。讀取兩個通道的峰峰幅值。2 2：光標法測量信號的峰：光標法測量信號的峰- -峰值峰值1進行此操作，可按如下步驟進行：進行此操作，可按如下步驟進行： 1 1按下光標按鈕，查看按下光標按鈕，查看“光標菜單光標菜單”。2 2按下類型選項按鈕，選擇電壓。按下類型選項按鈕，選擇電壓。3 3按下信源選項按鈕，選擇按下信源選項按鈕，選擇CHlCHl或或CH2CH2。4 4旋轉光標旋轉光標1 1旋鈕，將光標置于振蕩的最旋鈕，將光標置于振蕩的最高坡峰上。高坡峰上。5 5旋轉光標旋轉光標2 2旋鈕，將光標置于振蕩的最旋鈕，將光標置于振蕩的最低點上。低點上。此時可在此時可在“

14、光標菜單光標菜單”中看到以下測量結中看到以下測量結果果 光標按鈕光標按鈕光標光標1 1光標光標2 2四、實四、實 驗驗 內內 容容 1、設計半波整流電路設計半波整流電路 A A：連接半波整流電路用示波器觀察輸入，輸出電壓：連接半波整流電路用示波器觀察輸入，輸出電壓波形，并測量輸入，輸出電壓的峰波形，并測量輸入，輸出電壓的峰- -峰值。峰值。 點擊觀察接線過程點擊觀察接線過程點擊觀察光標測量峰點擊觀察光標測量峰- -峰值的過程峰值的過程 B、整流電路中添加濾波電路，即電容濾波、用示波器觀察濾整流電路中添加濾波電路，即電容濾波、用示波器觀察濾波前后電阻負載兩端電壓波形的變化波前后電阻負載兩端電壓波形的變化 。更換不同濾波器中濾波電。更換不同濾波器中濾波電容，用示波器觀察更換前后電阻負載兩端電壓波形的變化。容，用示波器觀察更換前后電阻負載兩端電壓波形的變化。點擊播放點擊播放 2 2、全波整流電路、全波整流電路 A A、連接全波整流電路用示波器觀察輸入，輸出電壓波形，、連接全波整流電路用示波器觀察輸入，輸出電壓波形，并測量輸入，輸出電壓的峰并測量輸入，輸出電壓的峰- -峰值。峰值。 B B、其他內容與半波整流電路類同、其他內容與半波整流電路類同點擊觀察接線過程點擊觀察接線過程3 3、橋式整流電路、橋式整流