組裝整流器ppt課件

1、組組 裝裝 整整 流流 器器浙江大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心浙江大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心電磁學(xué)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(shí)驗(yàn)主要采用晶體二極管做為整流元件。然管。本實(shí)驗(yàn)主要采用晶體二極管做為整流元件。然盡管交流電信號(hào)經(jīng)整流變成直流信號(hào)，但在這直流盡管交流電信號(hào)經(jīng)整流變成直流信號(hào)，但在這

2、直流信號(hào)中仍包含著交流成分，所以作為一個(gè)完整的整信號(hào)中仍包含著交流成分，所以作為一個(gè)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(shí)型濾波等等，本實(shí)驗(yàn)采用驗(yàn)采用RCRC濾波。濾波。一、實(shí)一、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 目目 的的 1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的元器件，、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的元器件，完成各種整流電路的設(shè)計(jì)完成各種整流電路的設(shè)計(jì) 。 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(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 原原 理理 1、二極管的單向?qū)щ娦浴⒍O管的單向?qū)щ娦?當(dāng)外電壓如圖當(dāng)外電壓如圖1 1 所示加在二極管兩端時(shí)，二所示加在二極管兩端時(shí)，二極管電流導(dǎo)通。當(dāng)外加電壓如圖極管電流導(dǎo)通。當(dāng)外加電壓如圖2 2 所示時(shí)，則二所示時(shí)，則二極管不導(dǎo)通，這就是二極管的單向?qū)щ娦浴６O管正向?qū)〞r(shí)，極管不導(dǎo)通，這就是二極管的單向?qū)щ娦?。二極管正向?qū)〞r(shí)，有門(mén)限電壓的作用，如圖有門(mén)限電壓的作用，如圖3 3 ，只有當(dāng)外電壓大于門(mén)限電壓，只有當(dāng)外電壓大于門(mén)限電壓0.7V0.7V（硅）或（硅）或0.4V0.4V（鍺）時(shí)，二極管才能導(dǎo)通。（鍺）時(shí)，二極管才能導(dǎo)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(dòng)電壓從零電平到：表示正向脈動(dòng)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(guān)系、各種波形間的相互關(guān)系 （1 1）K KF

5、F 波形系數(shù)：波形系數(shù)： （2 2）K KP P 波峰系數(shù)：波峰系數(shù)： 由上述兩式推導(dǎo)：由上述兩式推導(dǎo)： 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(lèi)型及特點(diǎn)整流電路的類(lèi)型及特點(diǎn) （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(duì)于電阻負(fù)載二極管所半波整流電路中，對(duì)于電

6、阻負(fù)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(duì)為有效值），對(duì)于電容負(fù)載所承受的反向最大電壓為于電容負(fù)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(guān)系為輸入輸出電壓關(guān)系為222002045. 02)(sin221)(21VVttdVtdUV 設(shè)輸入電壓設(shè)輸入電壓在二極管導(dǎo)通時(shí)忽略電路損耗與門(mén)限電壓，則在二極管導(dǎo)通時(shí)忽略電路損耗與門(mén)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(hào)經(jīng)整流變成直流信號(hào)，但在這直流信號(hào)中仍包含盡管交流電信號(hào)經(jīng)整流變成直流信號(hào)，但在這直流信號(hào)中仍包含著交流成分，所以作為一個(gè)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(gè)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(dāng)電路如圖，當(dāng) ( (其周期其周期T T為）正半周為）正半周期時(shí)，二極管導(dǎo)通，期時(shí)，二極管導(dǎo)通， 對(duì)電容充電，由于對(duì)電容充電，由于二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通 時(shí)內(nèi)阻很小，電容很快被充時(shí)內(nèi)阻很小，電容很快被充到峰值。當(dāng)?shù)椒逯?。?dāng) 負(fù)半周期時(shí)，二極管截負(fù)半周期時(shí)，二極管截止，這時(shí)電容上的電壓要通過(guò)

8、負(fù)載電阻放止，這時(shí)電容上的電壓要通過(guò)負(fù)載電阻放電，時(shí)間常數(shù)電，時(shí)間常數(shù) 。 當(dāng)當(dāng) 遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于T T 時(shí)，電容上的電壓剛剛釋放了一小部份時(shí)，時(shí)，電容上的電壓剛剛釋放了一小部份時(shí)， 的下一個(gè)周期又導(dǎo)通了，電容就又被的下一個(gè)周期又導(dǎo)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(shí)驗(yàn)與理論都可有以證明：負(fù)載電阻一定的情況下電容越大實(shí)驗(yàn)與理論都可有以證明：負(fù)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(guān)系為：與半波整流相同，其輸入輸出電壓關(guān)系為： 全波整流的優(yōu)點(diǎn)是利用電源的正負(fù)半周，同時(shí)電壓的全波整流的優(yōu)點(diǎn)是利用電源的正負(fù)半周，同時(shí)電壓的脈動(dòng)大大減小。缺點(diǎn)是需要二個(gè)整流

10、二極管，而變壓脈動(dòng)大大減小。缺點(diǎn)是需要二個(gè)整流二極管，而變壓器需帶對(duì)稱(chēng)抽頭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。器需帶對(duì)稱(chēng)抽頭，結(jié)構(gòu)復(fù)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(lèi)所示，波形圖與全波整流類(lèi)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(shí)分?jǐn)?，如圖承受的最大反向壓降為二只二極管同時(shí)分?jǐn)?，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(guān)系示，所以為半波整流的一半。其輸入輸出電壓關(guān)系為：為：209.0VV

11、 三、實(shí)三、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 儀儀 器器電子示波器電子示波器信號(hào)發(fā)生器信號(hào)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(zhuān)用面包板專(zhuān)用面包板示波器示波器TDS1002TDS1002的簡(jiǎn)單使用的簡(jiǎn)單使用1：CH1CH1，CH2CH2兩信號(hào)輸入的測(cè)量接線(xiàn)圖兩信號(hào)輸入的測(cè)量接線(xiàn)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(hào)，可按如下步驟進(jìn)行：信號(hào)，可按如下步驟進(jìn)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(dòng)設(shè)置按鈕。按下自動(dòng)設(shè)置按鈕。 要選擇兩個(gè)通道進(jìn)行測(cè)量，可執(zhí)行以下要選擇兩個(gè)通

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

13、返回選項(xiàng)按鈕。 讀取兩個(gè)通道的峰峰幅值。讀取兩個(gè)通道的峰峰幅值。2 2：光標(biāo)法測(cè)量信號(hào)的峰：光標(biāo)法測(cè)量信號(hào)的峰- -峰值峰值1進(jìn)行此操作，可按如下步驟進(jìn)行：進(jìn)行此操作，可按如下步驟進(jìn)行： 1 1按下光標(biāo)按鈕，查看按下光標(biāo)按鈕，查看“光標(biāo)菜單光標(biāo)菜單”。2 2按下類(lèi)型選項(xiàng)按鈕，選擇電壓。按下類(lèi)型選項(xiàng)按鈕，選擇電壓。3 3按下信源選項(xiàng)按鈕，選擇按下信源選項(xiàng)按鈕，選擇CHlCHl或或CH2CH2。4 4旋轉(zhuǎn)光標(biāo)旋轉(zhuǎn)光標(biāo)1 1旋鈕，將光標(biāo)置于振蕩的最旋鈕，將光標(biāo)置于振蕩的最高坡峰上。高坡峰上。5 5旋轉(zhuǎn)光標(biāo)旋轉(zhuǎn)光標(biāo)2 2旋鈕，將光標(biāo)置于振蕩的最旋鈕，將光標(biāo)置于振蕩的最低點(diǎn)上。低點(diǎn)上。此時(shí)可在此時(shí)可在“

14、光標(biāo)菜單光標(biāo)菜單”中看到以下測(cè)量結(jié)中看到以下測(cè)量結(jié)果果 光標(biāo)按鈕光標(biāo)按鈕光標(biāo)光標(biāo)1 1光標(biāo)光標(biāo)2 2四、實(shí)四、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 內(nèi)內(nèi) 容容 1、設(shè)計(jì)半波整流電路設(shè)計(jì)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(cè)量輸入，輸出電壓的峰波形，并測(cè)量輸入，輸出電壓的峰- -峰值。峰值。 點(diǎn)擊觀察接線(xiàn)過(guò)程點(diǎn)擊觀察接線(xiàn)過(guò)程點(diǎn)擊觀察光標(biāo)測(cè)量峰點(diǎn)擊觀察光標(biāo)測(cè)量峰- -峰值的過(guò)程峰值的過(guò)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(fù)載兩端電壓波形的變化波前后電阻負(fù)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(fù)載兩端電壓波形的變化。容，用示波器觀察更換前后電阻負(fù)載兩端電壓波形的變化。點(diǎn)擊播放點(diǎn)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(cè)量輸入，輸出電壓的峰并測(cè)量輸入，輸出電壓的峰- -峰值。峰值。 B B、其他內(nèi)容與半波整流電路類(lèi)同、其他內(nèi)容與半波整流電路類(lèi)同點(diǎn)擊觀察接線(xiàn)過(guò)程點(diǎn)擊觀察接線(xiàn)過(guò)程3 3、橋式整流電路、橋式整流