单相桥式整流滤波电路教案.docx
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单相桥式整流滤波电路教案
课题:
单相桥式整流、滤波电路
课型:
讲练结合
一、学习目标
(一)职业技能:
1.掌握电路接线的基本技能,能完成单相整流滤波电路的搭建
2.学会用示波器观察单相桥式整流、滤波电路电压波形并比较整流与滤波前后的波形。
3.能正确使用双踪示波器和万用表完成对单相整流滤波电路的测试
(二)职业知识:
1.理解整流的含义,熟悉几种典型的整流电路
2.理解整流电路的工作原理,熟练掌握其相应的计算及二极管的选用原则
3.理解滤波的概念,了解常用的滤波方式
4. 理解电容滤波的工作原理,掌握滤波电容的选择要求
(三)职业道德与情感:
1通过电路接线与搭建,提高学生排除常见故障的能力
2. 提高学生分析问题和解决问题的能力
二、工作任务单
【任务一】单相整流滤波电路的接线搭建
【任务二】单相整流电路的分析
【任务三】单相整流电路的测试
【任务四】单相整流滤波电路的测试和识读
三、预备实践知识
1.电路接线的基本技能
2.双踪示波器和万用表的使用方法
四、预备理论知识
1.整流的含义及整流电路的工作原理
2.滤波的概念和滤波电路的工作原理
3.二极管和滤波电容的选用原则
五、教学重点、难点:
重点:
单相桥式整流、滤波电路的工作原理与参数计算
难点:
单相桥式整流、滤波电路的工作原理
六、【知识回顾】
1.二极管的特性是________________。
2.理想二极管是指__________________。
3.单相半波整流电路变压器次级输出电压U2和负载的电压U0的关系是什么?
七、教学过程:
引子:
上一堂课我们讲述了单相半波整流滤波电路,大家发现半波整流,只能整出上半个波形,电源利用率低,脉动大,效果不是很好,脉动虽有所减少,但依然存在,那么怎样才能提高电源的利用率呢?
如何将变压器次级绕组输出电压的负半周也利用起来呢?
(通过提问引出本堂课的课题)
一、单相桥式整流电路
【任务一】单相整流电路的接线与搭建
注意事项:
二极管和电容的极性不能接反
教师引导测试,学生协作完成
★桥式整流中二极管的连接方式:
“一正一负接交流,同正同负接负载;同正为负,同负为正”
通过试验我们看到正弦波的下半波翻转到了上面,为什么会出现这样的试验结果呢?
接下来我们分析一下电路的工作原理。
【任务二】单相整流电路的分析(flash演示)
1当u2正半周(即A端为正,B端为负)时,二极管V1、V3正偏导通,
导电路径为:
A端→V1→RL→V3→B端,电流iL自上而下流过RL,产生电压uL。
2当u2负半周(即A端为负,B端为正)时,二极管V2、V4正偏导通,
导电路径为:
B端→V2→RL→V4→A端,电流iL自上而下流过RL,产生电压uL。
由此可见,一个周期内,V1、V3和V2、V4轮流导通,在负载上得到正负半周都有单一方向的脉动的直流电压UL,因此称为全波整流。
波形分析:
教师运用仿真软件演示波形,让学生加深理解,学生根据所观察到的波形描绘于图
那么输出电压跟输入电压有什么关系呢?
接下来我们来看看各个量的关系。
【任务三】单相整流电路的测试
1)整流输出电压平均值
2)二极管平均电流
3)二极管最大反向电压
提问同学:
这个试验发现整流得到的波形是否平滑,让学生思考应该想什么办法来使波形变得平滑,从而引出单相桥式整流滤波电路并得出其电路图。
【任务四】单相整流滤波电路的测试和识读
⑴电路图(负载两端并接电容,学生协作完成测试,教师巡回指导)
我们看到加上一个电容以后,波形比半波整流滤波电路变得更加平缓,那么为什么会有这样的试验结果呢?
下面我们分析一下它的工作原理。
⑵工作原理
与半波整流滤波电路相比,由于电容的充放电过程缩短,因为电源电压半个周期重复一次,因此输出电压的波形更为平滑,输出的直流电压幅度也更高些。
同样,放电时间常数τ=RLC,在RL不变的情况下,C越大,τ越大,则电容C放电较慢,波形越平滑。
⑶参数的估算
(4)元器件选择:
现有一单相桥式整流电容滤波电路,由220V、50Hz的交流电源供电,要求输出直流电压为200V,负载电流为400mA,试选择整流二极管,确定滤波电容的大小。
二、单相整流滤波电路的识读
教师引导学生识读电路,学生了解电路的组成和适用场合
1.电容滤波器——电容与负载并联
适用场合:
常用于负载电流较小的场合。
2.电感滤波器——电感与负载串联
适用场合:
常用于负载电流较大并经常变化的场合。
3.复式滤波器——滤波效果较前两者好
三.结论(教师引导为主,学生思考并记录)
① 滤波的作用:
② 电容滤波器中电容与负载_______,(串联/并联)利用电容的_________特性来工作的。
【知识扩展】桥式整流滤波电路的故障分析
在单相桥式整流电路中,
1.如果有一只二极管断路,电路会出现什么现象?
2.如果有一个二极管短路,电路会出现什么现象?
3.若有一个反接,电路又会出现什么问题?
结论:
1.电路正常工作时,是单相桥式整流滤波电路(有载),UO=1.2U2
2.RL断开时,是单相桥式整流滤波电路(空载),
3.C断开时,是单相桥式整流电路,UO=0.9U2
4.V2断开时,是单相半波整流滤波电路,UO=U2
5.V2、C同时断开时,是单相半波整流电路,UO=0.45U2
例析:
桥式整流滤波电路如下图所示,已知u2=20V,RL=47Ω,C=1000μF。
现用直流电压表测量输出电压UO,问出现以下几种情况时其UO为多大?
(1)电路正常工作时;
(2)RL断开时;
(3)C断开时;
(4)V2断开时;
(5)V2、C同时断开时。
课堂小结:
1、单相桥式整流、滤波电路的工作原理与参数计算。
2、使用示波器观察单相桥式整流、滤波电路中变压器二次绕组、负载上电压波形。
3、运用所学整流滤波电路,自行制造故障进行分析和测试。
电路形式
UL(V)
L(V)
uL波形
RL=240Ω
RL=240Ω
C=47Oµf
RL=120Ω
C=470µf