整流滤波与稳压电路

实验项目：整流、滤波电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。一.概念1.整流：将交流电变换为直流电的过程。整流电路由整流器件组成，它把交流电变成方向不变，但大小随时间变化的脉动直流电。2.滤波：保留脉动电压的直流成分，尽可能滤除它的交流成分。滤波电路直接接在整流电路后面，通常由电容器，电感器和电阻器按照一定的方式组合而成。作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载。二.实验目的1.了解整流、滤波电路的作用。2.进一步熟悉示波器的使用。3.观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。三.实验原理1.PN结的单向导电性当PN结上加上正向电压时有较大的电流通过，正向电阻很小，PN结处于导通状态；当PN结上加上反向电压时只有很小的电流通过，或者粗略地认为没有电流通过，反向电阻很大，PN结处于截止状态。2.电容器的充放电特性电容器在电路中有储存和释放能量的作用，电源供给的电压升高时，它把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。四.实验设备信号发生器，示波器，整流设备，电容器及电阻器。五.实验电路及波形图单相半波整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电容滤波电路单相半波整流电路Ui=UP/(2×1.414)=1.4×2×20/(2×1.414)=20VUo=0.318UP=0.318×1.4×20=8.9V单相桥式整流电路(变压比为10)Ui=UP/(2×1.414)=2.8×2×100/(2×1.414)=198VUo=0.637UP=0.637×2.6×10=16.6V单相桥式整流电容滤波电路(变压比为10)Ui=UP/(2×1.414)=1.4×2×200/(2×1.414)=198VUo=0.849UP=0.849×1.4×20=23.77V六.实验原理分析为方便分析,把二极管当作理想器件,即认为它正向导通时电阻为零,反向截止时电阻为无穷大。1.单相半波整流电路设在输入交流电压正半周：A端为正、B端为负，二极管因承受正向电压而导通，电流IL通路是A-V1-RL-B。忽略二极管正向压降时，A点电位与C点电位相等，输入电压全部加在负载RL上。在输入交流电压负半周：B端为正、A端为负，二极管因承受反向电压而截止。输入电压几乎全部降落在二极管V上，负载RL上电压基本为零。由此可见，在交流电一个周期内，二极管半个周期导通半个周期截止，以后周期重复上述过程。2.单相桥式整流电路设在输入交流电压正半周：A端为正、B端为负，即A点电位高于B点电位。二极管V1、V3因承受正向电压而导通，二极管V2、V4因承受反向电压而截止，电流IL1通路是A-V1-RL-V3-B。忽略二极管正向压降时，负载RL上得到一个半波电压。在输入交流电压负半周：B端为正、A端为负，即B点电位高于A点电位。二极管V2、V4因承受正向电压而导通，二极管V1、V3因承受反向电压而截止，电流IL2通路是B-V4-RL-V2-A。忽略二极管正向压降时，负载RL上得到一个半波电压。由此可见，在交流输入电压的正负半周，都有同一个方向的电流流过负载。3.单相桥式整流电容滤波电路在输入交流电压正半周：二极管V1、V3在正向电压作用下导通，二极管V2、V4因承受反向电压而截止。整流电路分为两路，一路经二极管V1、V3向负载RL提供电流，另一路向电容器C充电，uc如图中的oa段。到t1时刻，电容器上电压uc接近交流电压u2的最大值，极性上正下负。经过t1时刻后，u2按正弦规律迅速下降直到t2时刻，此时，u2<uc二极管V1、V3受反向电压作用也截止。电容器C经RL放电。如果放电迅度缓慢，则uc不能迅速下降。与此同时，交流电压继续按正弦规律变化，在输入交流电压负半周，没有电容器C时，二极管V2、V4应该在t3时刻导通，但由于此时uc>u2，迫使V2、V4处于反偏截止状态，直到t4时刻u2上升到大于uc时，V2、V4才导通，整流电流向电容器C再度充电到最大值，uc将如图中bc段。然后u2又按正弦规律下降，当u2<uc时，二极管V2、V4反偏截止，电容器又经RL放电。电容器C如此周而复始进行充放电，负载上得到如图所示锯齿波的输出电压。由此可见，在交流电一个周期内，电容器C充放电各两次。经电容器滤波后，输出电压就比较平滑了，交流成分大大减少，而且输出电压平均值得到提高。七.实验内容及数据处理1.用示波器观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形并画出波形图，填入下表1中。表1整流、滤波电路的输入、输出波形电路类型电压波形单相半波整流电路单相桥式整流电路单相桥式整流电容滤波电路输入电压Ui波形输出电压Uo波形输出电压计算值2.理论计算输