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