整流与滤波电路实验报告.docx

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整流与滤波电路实验报告

整流与滤波电路实验报告

滤波整流电路实验报告整流滤波电路实验总结桥式整流电路实验报告

篇一：

整流滤波实验报告

一、实验目的：

实验课程：

整流滤波电路实验学生姓名：

刘雪原学号：

5702112115专业班级：

材料124班

2013年11月16日

、研究半波整流电路，全波桥式整流电路。

1

2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。

3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。

二、实验仪器：

示波器，6v交流电源，面包板，电容（470uF、10uF）电阻

（200Ω,100Ω,50Ω,25Ω），导线若干。

三、实验原理：

1、实验思路

利用二极管正向导通反向截至的特性，与RC电路的特性，通过二极管、

电阻与电容的串并联设计出各种整流电路和滤波电路进行研究。

2、半波整流电路

变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。

利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。

2.1单相半波整流

只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载的电路称为单相半波整

流电路。

原理：

如图4.1，利用二极管的单向导电性，在输入电压Ui为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL

上得到半个周期的直流脉动电压和电

流；而在Ui为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。

由于二极管的单向导电作用，将输入的交流电压变换成为负载RL两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4.2。

3、全波桥式整流

前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。

为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如图6.2.1-3所示。

若输入交流电仍为

ui（t）=UPsinωt（8）

则经桥式整流后的输出电压u0（t）为（一个周期）

u0=UPsinωt

0≤ωt≤π

u0=-UPsinωt

（9）

其相应直流平均值为

π≤ωt≤2π

1T2

u0=?

u0（t）dt=UP≈0.637UP

T0π

（10）

由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍（忽略整流内阻时）。

滤波电路

经过整流后的电压（电流）仍然是有“脉动”的直流电，为了减少被波动，通常要加滤波器，常用的滤波电路有电容、电感滤波等。

现介绍最简单的滤波电路。

电容滤波电路

电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。

我们已经知道电容器的充、放电原理。

图6.2.1-4所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。

设在t0时刻接通电源，整流元件的正向电阻很小，可略去不计，在t=t1时，UC达到峰值为2Ui。

此后Ui以正弦规律下降直到t2时刻，二极管D不再导电，电容开始放电，UC缓慢下降，一直到下一个周期。

电压Ui上升到和UC相等时，即t3以后，二极管D又开始导通，电容充电，直到t4。

在这以后，二极管D又截止，UC又按上述规律下降，如此周而复始，形成了周期性的电容器充电放电过程。

在这个过程中，二极管D并不是在整个半周内都导通的，从图上可以看到二极管D只在t3到t4段内导通并向电容器充电。

由于电容器的电压不能突变，故在这一小段时间内，它可以被看成是一个反电动势（类似蓄电池）。

由电容两端的电压不能突变的特点，达到输出波形趋于平滑的目的。

经滤波后的输出波形如图6.2.1-5所示。

四、实验内容及观测现象记录

半波整流

整流前

时间格5ms电压格5

整流后

时间格5ms电压格5电阻200Ω电容10uF,35V

2全波整流

整流波形

整流前

篇二：

整流滤波电路实验论文

整流滤波电路

俞莹

2012012754物理学四班

摘要：

在现代工农业生产和日常生活中，广泛地使用着交流电。

主要原因是与直流电相比，交流电在产生、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。

例如在远距离输电时，采用较高的电压可以减少线路上的损失。

然而大部分的用电设备使用的是直流电，因此如何更加有效的将交流电转换成直流电成为不容忽视的问题，电压的稳定与否，与整流、滤波有着很大的关系，因此要制作一种数控电源必然少不了对整流、滤波电路的设计，本次目的是掌握桥式整流，电容滤波的设计方法。

了解整流滤波电路的基本工作原理。

关键词：

桥式整流电路，电容滤波电路，电路设计

1引言

电子系统的正常运行离不开稳定的电源，除了在某些特定场合下采用太阳能电池或化学电池作电源外，多数电路的直流电是由电网的交流电转换来的，能长期、连续、可靠、稳定地工作，给人们生产生活带来了极大的方便。

电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。

传统的晶体管串联调整稳压电源，是连续控制的线性稳压电源，这种传统稳压电源级数比较成熟。

并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等特点。

但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器和隔离之用，另外（来自:

XIelw.Com写论文网:

整流与滤波电路实验报告），由于调整管上消耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器，于是它很难满足电子设备发展的要求。

从而促成了高效率、体积小、重量轻的开关电源的迅速发展。

而开关电源的稳定关键就在于整流、滤波电路的设计。

2实验仪器

3实验原理

整流电路的作用是把交流电转换成直流电，严格地讲是单方向大脉动直流电，而滤波电路的作用是把大脉动直流电处理成平滑的脉动小的直流电。

3.1整流电路

利用二极管的单向导电性可实现整流。

二极管的单向导电性原理，晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。

当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。

当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流，在电子工程领域这个反响饱和电流可以被忽略。

3.1.1半波整流

下图D是二极管，RL是负载电阻。

若输入交流电为

ui（t）=UPsinωt

则经整流后输出电压u0（t）为（一个周期内）

ωt0≤ωt≤π?

Upsinuo（t=）?

≤ωt≤2π?

0π

其相应的平均值（即直流平均值，又称直流分量）

1T1u0=?

u0（t）dt=UP≈0.318UPT0π

3.1.2全波桥式整流

前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。

为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例来说明，其电路和相应的波形如下图所示。

若输入交流电仍为

ωt

ui（t）=UPsin

则经桥式整流后的0≤ωt≤π输出电压u0（t）为（一个周期）

π≤ωt≤2πωt?

u0=UPsin?

u=-UPsinωt?

0

其相应直流平均值为

1T2u0=?

u0（t）dt=UP≈0.637UPT0π

由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍（忽略整流内阻时）。

3.2滤波电路

3.2.1RC半波滤波电路

在负载上并联一个电容器，利用电容器充放电时端电压不能跃变的特性使直

流输出电压保持稳定。

图中为一个简单的整流滤波电路，二极管VD起整流作用，与负载并联的电容C起滤波作用，这个电容器就是一个最简单的滤波器。

RC平滑滤波电路是利用电容器的端电压在电路状态改变时不能跃变的原理实现滤波的。

下面结合图来讲述RC平滑滤波电路的工作原理。

由于二极管的整流作用，未接滤波电容器时，忽略二极管正向压降，输出为半波，如图（a）图所示；并联滤波电容器以后，由于电容两端电压不能跃变，输出波形如图（b）所示。

改善滤波电容器的性能可获得直流电。

3.2.2RC全波滤波电路

电容滤波器是利用电容充电和放电来使脉动的直流电变成平稳的直流电。

我们已经知道电容器的充、放电原理。

图下所示为电容滤波器在带负载电阻后的工作情况。

由于电容器的电压不能突变，故在这一小段时间内，它可以被看成是一个反电动势（类似蓄电池）。

由电容两端的电压不能突变的特点，达到输出波形趋于平滑的目的。

经滤波后的输出波形如图下所示。

220Vu1

4实验内容

1.根据如下电路图，安装电路。

2.检查电路，确定电路无误后，接入示波器和电源。

3.先观察未整流滤波前的图像，并记录。

4.接入桥式直流电路，观察图像，并记录。

5.将开关打到10μF电容端，记录波形，改变负载电阻，记录波形。

6.将开关打到470μF电容端，记录波形，改变负载电阻，记录波形。

5实验结果及分析

5.1制作完成的电路

篇三：

实验11整流滤波电路

实验11整流滤波电路

一．实验目的

1．熟悉单相整流、滤波电路的连接方法2．学习单相整流、滤波电路的测试方法3．加深理解整流、滤波电路的作用和特性

二．实验原理与说明1．整流电路

有半波、全波和桥式整流三种电路，分别如图4-1（a）、图4-1（b）和图4-1（c）所示。

半波整流的输出电压为V0=0.45V2

全波整流的输出电压为V0=0.9V2

桥式整流的输出电压流为V0=0.9V2

其中为V0平均值，V2为有效值

图4-1（a）图4-1（b）图4-1（c）

2．滤波电路

在小功率的电子设备中，常用的是电容滤波电路。

如图4-2所示。

当C≥（3~5）T/2RL时，其中T为电源周期，RL=R+Rw输出电压为V0=（1.1~1.2）V

2

图4-2

三．实验设备

名称数量型号1．AC电源1台2．示波器1台3．万用表1只

4．二极管4只1N4007*4

5．电阻1只1K?

*16．电位器1只10K?

*1

7．电容2只10μF*1，470μF*18．短接桥和连接导线若干P8-1和501489．实验用9孔插件方板1块297mm×300mm

四．实验步骤1．桥式整流电路

按图2-1（c）接线，检查无误后进行通电测试。

将万用表测出的电压值记录于表2-1中，示波器观察到的变压器副边电压波形绘于图2-3（a）中，将整流级电压绘于图2-3（b）

表2-1

2．整流滤波电路

按图4-2所示，连接整流、滤波电路，检查无误后进行通电测试，测滤波级输出电

表4-2

3．观察电容滤波特性

（1）保持负载不变，增大滤波电容，观察输出电压数值与波形变化情况，记录于表4-2中，绘图于图4-3（d）中。

（2）保持滤波电容不变，改变负载电阻，观察输出电压数值和波形变化情况，记录于表4-2与图4-3（e）、（f）中。

图2-3（a）图2-3（b）图2-3（c）

图2-3（d）图2-3（e）图2-3（f）

注意事项：

1、了解输出的电流大小和电压的高低。

2、根据输出功率，确定变压器的容量。

根据输出直流电压选择次级输出电压。

3、选择合适的整流二极管（耐压值、额定电流）和电容耐压规格。

4、根据输出电流大小及电压波动范围，确定滤波电容的容量。

5、为正常安全工作，最好加上熔断保护装置或者限流装置。

6、二极管不要弄错方向，电解电容也有正负极之分，否则电容可能爆炸了。

五、分析讨论（实验小结）

1、选择电源时应选择6V电源，否则会烧坏示波器。

2、连接电路时要连接保护电阻，防止电容或二极管烧坏六、思考题

（1）分析原始记录中图11-3（c）图11—3（f）测试记录与响应的波形，可得出什么结论？

答：

由实验观测到的图像可知：

电容越大，输出波形的交流成分越少，即输出电压越平稳

（2）在图3—11—4（c）整流电路中，若观察到输出波形为半波，电路中可能存在什么故障？

答：

四个二极管中有一个二极管开路，或者接反了导致其带载能力会下降很多。