電子線路演示文稿

全國(guó)職業(yè)技術(shù)教育骨干教師培訓(xùn)

整流濾波電路重慶市銅梁職教中心

張偉

一

教學(xué)課題2.1、單相整流電路

（2課時(shí)）2.2、濾波電路

（2課時(shí)）二、教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)目標(biāo)：（1）理解整流的含義，弄清典型的半波和全波整流電路的結(jié)構(gòu)，能分析其工作原理和進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。（2）理解濾波的概念，能清楚整流濾波器件和常用的濾波方式，掌握濾波的電路形式，理解電容濾波及電感濾波的工作原理，了解選擇濾波電容的選擇要求。2、能力目標(biāo)：

通過(guò)圍繞對(duì)“如何將交流電轉(zhuǎn)換為直流電”這一問(wèn)題的“提出分析解決”開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)師生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生探索性分析、思維的能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3、品質(zhì)目標(biāo)：通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析、討論，對(duì)電路的不斷改進(jìn)與完善，培養(yǎng)學(xué)生辯證分析的思維品質(zhì)，以及勇于戰(zhàn)勝困難、樂(lè)于尋求解決問(wèn)題方法的良好心理品質(zhì)。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：1、教學(xué)重點(diǎn)：（1）對(duì)“整流、濾波”在實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中的不同作用的理解。（2）通過(guò)對(duì)電路結(jié)構(gòu)圖的分析，引導(dǎo)學(xué)生得出波形分析圖，深刻理解整流與濾波的工作原理，掌握相關(guān)計(jì)算。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)必備的基本分析方法與能力。2、教學(xué)難點(diǎn)：

圍繞“問(wèn)題的提出、分析、解決”這一思路，在通過(guò)對(duì)“電路結(jié)構(gòu)圖的分析，得出波形原理圖”的教學(xué)過(guò)程中，如何去培養(yǎng)學(xué)生在今后的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中所必備的基本學(xué)習(xí)能力和良好的思維品質(zhì)。

四、教學(xué)方法啟發(fā)式講授、自學(xué)閱讀、分組討論、實(shí)物演示等多種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合。

五、教學(xué)過(guò)程

第一節(jié)單相整流電路整流：把交變電流變換成單向脈動(dòng)電流的過(guò)程。整流原理：二極管的單向?qū)щ娞匦远O管單相整流電路：把單相交流電變成直流電的電路。半波整流全波整流單相整流分類(lèi)1.1單相半波整流1．電路

如圖(a)所示

V：整流二極管，把交流電變成脈動(dòng)直流電；

T：電源變壓器，把v1變成整流電路所需的電壓值v2。2.工作原理設(shè)v2為正弦波，波形如前頁(yè)圖(b)所示。

(1)v2正半周時(shí)，A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，二極管V正偏導(dǎo)通，則vL

v2；

(2)v2負(fù)半周時(shí)，A點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，二極管V反偏截止，則vL0。由波形可見(jiàn)，v2一周期內(nèi)，負(fù)載只用單方向的半個(gè)波形，這種大小波動(dòng)、方向不變的電壓或電流稱(chēng)為脈動(dòng)直流電。上述過(guò)程說(shuō)明，利用二極管單向?qū)щ娦钥砂呀涣麟妚2變成脈動(dòng)直流電vL。由于電路僅利用v2的半個(gè)波形，故稱(chēng)為半波整流電路。3．負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流(1)負(fù)載電壓VL

VL=0.45V2

(1.2.1)(2)負(fù)載電流IL

(1.2.2)(3)二極管正向電流IV和負(fù)載電流IZ

(1.2.3)(4)二極管反向峰值電壓VRM

(1.2.4)4、選管條件

(1)二極管允許的最大反向電壓應(yīng)大于承受的反向峰值電壓；

(2)二極管允許的最大整流電流應(yīng)大于流過(guò)二極管的實(shí)際工作電流。[分析思考：]電路缺點(diǎn)：電源利用率低，紋波成分大。解決辦法：全波整流。1.2單相全波整流（橋式整流電路）1．電路如圖

(2)v2負(fù)半周時(shí)，如圖(b)所示，A點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，則V2、V4導(dǎo)通(V1、V3截止)，i2自上而下流過(guò)負(fù)載RL。橋式整流電路工作過(guò)程2．工作原理

(1)v2正半周時(shí)，如圖(a)所示，A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，則V1、V3導(dǎo)通(V2、V4截止)，i1自上而下流過(guò)負(fù)載RL；由波形圖可見(jiàn)，v2一周期內(nèi)，兩組整流二極管輪流導(dǎo)通產(chǎn)生的單方向電流i1和i2疊加形成了iL。于是負(fù)載得到全波脈動(dòng)直流電壓vL。橋式整流電路工作波形圖3．負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流(1)負(fù)載電壓VL(1.2.9)(2)負(fù)載電流IL

(1.2.10)(3)二極管的平均電流IV

(1.2.11)(4)二極管承受反向峰值電壓VRM

(1.2.12)優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓高，紋波小，VRM較低，應(yīng)用廣泛。4．橋式整流電路的簡(jiǎn)化畫(huà)法[例1.2.1]有一直流負(fù)載，需要直流電壓VL=60V，直流電流IL=4A。若采用橋式整流電路，求電源變壓器二次電壓V2選擇整流二極管。解因?yàn)閂L=0.9V2

所以流過(guò)二極管的平均電流二極管承受的反向峰值電壓查晶體管手冊(cè)，可選用整流電流為3安培，額定反向工作電壓為100V的整流二極管2CZ12A(3A/100V)4只。半橋和全橋整流堆

整流元件組合件稱(chēng)為整流堆，常見(jiàn)的有：(1)半橋：2CQ型，如圖(a)所示；(2)全橋：QL型，如圖(b)所示。優(yōu)點(diǎn)：電路組成簡(jiǎn)單、可靠。

[分析與思考：]

全波整流的波形還是脈動(dòng)成分較大，能否進(jìn)一步減少波形的脈動(dòng)成分呢？第二節(jié)濾波電路

特點(diǎn)：電容器與負(fù)載并聯(lián)。作用：濾除脈動(dòng)直流電中脈動(dòng)成分。種類(lèi)：電容濾波器、電感濾波器、復(fù)式濾波器1．電路一、電容濾波器2．工作原理：利用電容器兩端電壓不能突變?cè)砥交敵鲭妷?。?

~t1期間，因v2的作用，V正偏導(dǎo)通，電容C充電，波形如圖(b)中

OA所示；在t1~t2期間，因v2<vC，V反偏截止，電容C通過(guò)負(fù)載放電，波形如圖(b)中AB所示；在t2~t3期間，因vC>v2，V正偏導(dǎo)通，電容再次充電，波形如圖(b)中BC。具有電容濾波器的半波整流電路重復(fù)上述過(guò)程，可得近于平滑波形。這說(shuō)明，通過(guò)電容的充放電，輸出直流電壓中的脈動(dòng)成分大為減小。全波整流電容濾波輸出波形如圖所示。工作原理與半波整流電路相同，不同點(diǎn)是：v2正、負(fù)半周內(nèi)，V1、V2輪流導(dǎo)通，對(duì)電容C充電兩次，縮短了電容C向負(fù)載的放電時(shí)間，從而使輸出電壓更加平滑。輸出電壓估算公式為VL

1.2V2應(yīng)用：小功率電源。全波整流電路電容濾波輸出波形3、濾波電容的選擇電容的選擇從電容耐壓和容量?jī)蓚€(gè)方面考慮：

(1)耐壓：在電路中電容耐壓值要大于負(fù)載開(kāi)路時(shí)整流電路的輸出電壓。

(2)電容容量：濾波電容器C的容量選擇與電路中的負(fù)載電流IL有關(guān)，當(dāng)負(fù)載電流加大后，要相應(yīng)的增加電容量。下表列出的數(shù)據(jù)供選用時(shí)參考濾波電容容量表：輸出電流IL/A210.5~10.1~0.50.05~0.140.05以下電容器容量C/F400020001000500200~500100注：此為全波整流電容濾波在VL=12~36V時(shí)的參考值。缺點(diǎn)：體積大、重量大。帶電感濾波器

二、電感濾波器1．電路特點(diǎn)：電感與負(fù)載串聯(lián)2．工作原理利用流過(guò)電感電流不能突變?cè)砥交敵鲭娏?。?dāng)電路電流增加時(shí)，電感存儲(chǔ)能量；當(dāng)電流減小時(shí)，電感釋放能量。使負(fù)載電流比較平滑，從而得到比較平滑的直流電壓。應(yīng)用：較大功率電源。三、復(fù)式濾波器(3)應(yīng)用：較大功率電源中。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：電容與負(fù)載并聯(lián)，電感與負(fù)載串聯(lián)。性能特點(diǎn)：濾波效果好。1．L型濾波器(1)電路：

(2)原理：整流輸出的脈動(dòng)直流經(jīng)過(guò)電感L，交流成分被削弱，再經(jīng)過(guò)電容C濾波，就可在負(fù)載上獲得更加平滑的直流電壓。L型濾波器橋式整流電路2．型濾波器型濾波器橋式整流電路(3)應(yīng)用：小功率電源中。(2)原理：整流輸出的脈動(dòng)直流經(jīng)過(guò)電容C1濾波后，再經(jīng)電感L和電容C2濾波，使脈動(dòng)成分大大降低，在負(fù)載上可獲得平滑的直流電壓。(1)電路：六、課堂小結(jié):

(由師生共同回顧所學(xué)內(nèi)容,學(xué)生完成知識(shí)結(jié)構(gòu)歸納圖)七、作業(yè)布置:1、分別作出整流與濾波的典