汽车电工电子基础 第2版 教学大纲 任务二 连接与检测整流电路

福建工业学校电子讲义第15页共15页模块四常见半导体器件任务二连接与检测整流电路【任务目标】知识目标：掌握整流电路的作用及类型；掌握各整流电路的原理及特点；了解整流电路在汽车中的应用。核心素养：认真读数、严谨记录并计算数值、验证结果、规范操作，养成认真细致的职业素养。技能目标：学会正确选择和检测整流器件；学会制作整流电路；会用示波器观察波形。建议课时：4课时。【任务描述】此次任务分为两个部分，首先采用单个二极管D与灯泡L及开关，接入12V的单相交流电源，组成半波整流电路，如图4-15a所示。其次，采用二极管桥式全波整流电路，由D1-D4组成的整流桥，将输入的12V单相交流电源整流后向负载L提供脉动直流电，如图4-15b所示。图4-15 整流电路原理图a）单相半波整流电路b）单相桥式全波整流电路【任务实施】二极管半波和全波整流电路连接与检测。一、器材所需器材如表4-6所示。表4-6器材序号 名 称 实物图序号 名 称 实物图1导线7开关2斜口钳8熔丝3剥线钳9灯泡12V，5W4二极管1N400710镊子5电源变压器（220V/12V）11双踪示波器6模拟万用表12数字万用表二、认识单相半波整流电路和桥式全波整流电路步骤1．元器件识别与检测元器件检测与识别方法如表4-7所示。名称外观识别符 号测量现象结果分析负载电阻R1色环电阻：先识读其标称阻值，再用万用表检测其实际阻值表4-7元器件识别与检测整流二极管R×1k档测二极管的正、反向电阻，正向电阻小，反向电阻大，说明该整流二极管性能良好小灯泡用数字万用表电阻档检查小灯泡电阻，有阻值，表示小灯泡完好，阻值无穷大，则表示小灯泡坏2．单相半波整流电路的连接与检测1）请根据图4-16所示的半波整流电路，连接相关元件。2）电路连接无误后，接通电源，闭合开关S。图4-16 半波整流电路①利用万用表测量负载电阻RL两端的电压，并记录，填入表4-8。②用示波器测量图4-16中的RL两端之间的波形，并记录，填入表4-8③用示波器测量图4-16中的U2两端之间的波形，并记录，填入表4-8。④用示波器测量图4-16中的RL两端之间的电压波形，并记录，填入表4-8。表4-8半波整流电路检测结果检测电压电压大小波形图结果分析输入电压u2（12V电源两端）输出电压（电阻RL两端）3．单相桥式全波整流电路的连接与检测1）请根据图4-17所示的单相桥式全波整流电路，连接相关元件。图4-17单相桥式全波整流电路2）电路连接无误后，接通电源，闭合开关S。（1）利用万用表测量图4-17中负载灯泡L两端的电压，如图4-18所示，并记录，填入表4-9。（2）用示波器测量图4-17中的L两端之间的波形，如图4-19所示，并记录，填入表4-9。图4-18万用表测输出电压图4-19示波器检测桥式全波整流的输出波形表4-9桥式全波整流电路检测结果检测电压电压大小波形图结果分析输出电压（桥式全波整流后L两端）4．测量发电机整流板发电机整流板如图4-20所示，可以利用检测二极管的方法和步骤，分组检测发电机整流板。检测结果填入表4-10。图4-20发电机整流板表4-10发电机整流板检测结果分 类 数 量 加正向电压时显示 加反向电压时显示 电路简图共正极的二极管共负极的二极管【检测评价】检测评价如表4-11所示表4-11检测评价序号 实操活动 步 骤 评分细则 分值 得分1准备工作按需要准备工具及元器件元器件选择正确，元器件检测正确102检测元器件安装表笔和选择数字万用表档位，测量表笔安装正确档位选择正确203连接电路按图连接整流电路操作规范，连接正确204整流电路的检测进行整流电路参数测量通电实验，如有故障应进行分析并排除。按要求进行相应数据的测量，若测量正确，该项计分，若测量错误，该项不计分255素养提升细致严谨认真细致实践操作，认真读数、严谨记录、计算数值、验证结果、规范操作10安全文明生产按指导老师要求操作，操作完毕，把器件、工具和万用表归位，工位清洁和整理106时间限制25min15分5合计100【知识链接】一、单相半波整流电路的工作原理1．原理半波整流电路如图4-21a所示，在u2的正半波周期：二极管D因加正向电压而导通，电流经a点经二极管D、负载RL到b，uo=u2；在u2的负半波周期：二极管D因加反向电压而截止，负载中电流为零，uo==0；输入电压u2和输出电压uo的波形如图4-21b所示。图4-21 单相半波整流电路单相半波整流电路b）整流波形变换半波整流电路特性（1）主要参数输出电压的平均值Uo=0.45U2通过二极管的平均电流IVD=IL=0.45U2/RL二极管承受的最大反向电压URM=U2（2）整流二极管的选择IVD和URM是选择半波整流二极管的主要依据，实际选择时，应使二极管的最大整流电流和反向耐压值应分别大于上述两式的数据。（3）电路特点这种整流电路输入一个周期的正弦波，而输出的只有半个波形，故称为半波整流电路。想一想 为什么交流电经过桥式全波整流电路以后，波形被“削掉”的一半又找回来了？灯泡的亮度也明显变亮？灯泡两端的电压也提高了，而且方向始终不变？二、单相桥式全波整流电路的工作原理1.原理单相桥式全波整流电路如图4-22a所示，在u2的正半波周期：二极管D1、D3导通，D2、D4截止，电流由A端经D1、RL、D3流向B端，此时uo=u2；在u2的负半波周期：二极管D2、D4导通，D1、D3截止，电流由B端经D2、RL、D4流向A端，负载RL得到的仍然是正方向的半波电压和电流，此时uo=-u2。输入电压u2和输出电压uo的波形如图4-22b所示。图4-22 单相桥式全波整流电路a）单相桥式全波整流电路b）单相桥式全波整流波形变换2．桥式全波整流电路特性（1）主要参数：输出电压的平均值Uo=0.9U2通过二极管的平均电流IVD=0.5IL=0.45U2/RL当D1、D3导通时，忽略其管压降，D2、D4是并联的关系，所承受的反向电压的最大值是u2的峰值，即URM=U2（2）整流二极管的选择二极管的最大整流电流和反向耐压值应分别大于上述两式的数据。（3）电路特点通过比较半波整流和全波整流两种类型，全波整流输出的直流电压和电流脉动程度要小，而且电能利用率高，所以桥式全波整流电路是应用最广泛的单相全波整流电路。三、汽车上的整流电路实际上，汽车发电机内部的整流电路为三相整流，如图4-23a所示。电路结构及二极管导通原则：D1、D2、D3组成共阴极连接的三相半波整流电路，D4、D5、D6组成共阳极连接的三相半波整流电路，负载RL接在共阴极接点和共阳极接点之间。在任一瞬间，共阴极组中电位最高的二极管和共阳极组中电位最低的二极管优先导通，构成电流回路，经分析，负载电压始终为正压输出，其波形如图4-23b所示。图4-23汽车上的三相整流电路a）三相整流电路b）其整流输出波形3．电路特性（1）主要参数输出电压的平均值U