《电工电子基本技能操作项目教程》课件项目十八

项目十八二极管整流、电容滤波、稳压电路能力目标1．熟练二极管、变压器、电容、电阻的检测；2．合理连接电子电路；3．在实际的电路中会利用仪器仪表检测分析并排除电路故障；4．具有电路分析能力。知识目标1．知道整流电路的工作原理；2．知道电容滤波的工作；3．知道稳压二极管稳压电路的工作原理。二极管整流、电容滤波、稳压电路一、直流稳压电源直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波和稳压等四个环节组成。市电经变压器降压后，利用二极管的单向导电性，将交流电压变成单向脉动电压，再经滤波器将脉动的交流成分滤除，使波形变得比较平滑。滤波后得到的直流电压，最后经稳压二极管稳压，使其输出更为稳定，且在一定范围内不受输入电压和负载变动的影响。图18-1为直流稳压电源的组成方框及波形变化示意图。项目内容与原理二极管整流、电容滤波、稳压电路二极管整流、电容滤波、稳压电路图18-1直流稳压电源的组成二极管整流、电容滤波、稳压电路二、整流电路

1、单相半波整流经变压器降压后的正弦交流电u2，经过二极管后，由于二极管的单相导电性，在RL两端获得半个脉动的直流电，波形如图18-2所示。在RL两端获得的电压平均值为

2、单相桥式整流

波形正半周到来时，VD1与VD3导通，在RL两端获得半个周期波形；当波形负半周到来时，VD2与VD4导通，在RL两端又获得另一半周波形，波形如图18-3所示。由上分析可知，桥式整流电路输出电压平均值为Uo = 2 × 0.45U2 = 0.9U2二极管整流、电容滤波、稳压电路图18-2单相半波整流电路及电压波形二极管整流、电容滤波、稳压电路图18-3桥式整流及电压波形二极管整流、电容滤波、稳压电路

*3、三相桥式整流汽车交流发电机产生的是三相交流电，而汽车所有用电设备都用直流电。为了适合汽车的需要，专门为此制作了汽车整流二极管。图18-4为汽车三相桥式整流电路及电压波形。

分析图18-4可知，共阴极连接的三个二极管(VD1、VD3、VD5)在t1、t3、t5等时刻轮流导通，共阳极的三个二极管(VD2、VD4、VD6)在t2、t4、t6时刻轮流导通，负载所得到的电压脉动较小，其平均值为Uo = 2.34U二极管整流、电容滤波、稳压电路图18-4三相桥式整流电路及电压波形二极管整流、电容滤波、稳压电路三、电容滤波电路交流电经整流后，得到的是一个脉动的直流电，这种直流电因电压波动较大，往往不能满足电路中设备的需要，所以要将脉动成分滤去，使波形变得更平滑。

1、半波整流电容滤波图18-5中与负载并联的电容器就是一个最简单的滤波器，电容滤波是根据电容器两端电压不能突变的原理制成的。当二极管导通时，一方面向负载供电，另一方面向电容充电。当二极管截止时，电容放电作为负载电源用。波形如图18-5所示。

经电容滤波之后，RL两端的平均电压升高，一般取：Uo = U2二极管整流、电容滤波、稳压电路图18-5电容滤波电路及电压波形二极管整流、电容滤波、稳压电路2、桥式整流电容滤波如图18-6所示，桥式整流电容滤波后，其波形更加平滑，RL两端的平均电压升高，一般取：Uo = 1.2U2图18-6桥式整流电容滤波电路及电压波形二极管整流、电容滤波、稳压电路四、稳压二极管稳压电路1、电路的组成

如图18-7所示，稳压管VDZ与限流电阻R组成稳压电路，而VDZ与负载RL并联。稳压电路的输入电压为整流滤波电路的输出电压，输出电压Uo则是稳压管的稳定电压UZ，即Uo = UZ = Ui - UR

2、工作原理

假设u增大→Ui增大→Uo增大→UZ上升→IZ上升→I = IZ + Io上升→UR增加→Uo下降，抑制了输出电压的升高，使负载端电压基本不变。

假设负载电流Io增大→I = IZ + Io上升→UR增加→Uo下降→UZ下降→IZ下降→I下降，使流过R的电流和电阻上的压降保持基本不变，因此负载电压Uo也稳定不变。二极管整流、电容滤波、稳压电路图18-7稳压二极管并联稳压电路项目训练准备(1)双踪示波器一台；(2)万用表一台；(3)变压器一台；(4)通用电学实验台一台；(5)实验电路图示器件插座一套；(6)连接导线若干。二极管整流、电容滤波、稳压电路项目操作与测量二极管整流、电容滤波、稳压电路(一)电容滤波电路1、观测半波整流电路波形与电压(1)按图18-2连接电路，RL为2 k

的电阻。(2)用示波器观察u2、uo，将观测到的波形图描绘下来。(3)用万用表的交流电压挡测量U1、U2，用直流电压挡测量Uo，将测量到的结果记录于表18-1中，并注意与理论值相比较。2、观测半波整流电容滤波波形与电压(1)按图18-5连接电路，滤波电容C为220μF，RL为2 k

的电阻。(2)用示波器观察uo，将观测到的波形图描绘下来。(3)用万用表的直流电压挡测量Uo，将测量到的结果记录于表18-1中，并注意与理论值相比较。二极管整流、电容滤波、稳压电路待测电压量理论值测量值待测波形波形Tr初级电压u1

//////////////Tr次级电压u2

Tr次级波形

整流后电压Uo

整流后波形

滤波后电压Uo

滤波后波形

表18-1二极管整流、电容滤波、稳压电路(二)桥式整流、电容滤波电路1、观测桥式整流电路波形与电压(1)按图18-3连接电路，RL为2 k

的电阻。(2)用示波器观察u2、uo，并将观测到的波形图描绘下来。(3)用万用表的交流电压挡测量U2，用直流电压挡测量Uo，将测量到的结果记录于表18-2中，并注意与理论值相比较。2、观测桥式整流电容滤波电路波形与电压(1)按图18-6连接电路，滤波电容C为220μF，RL为2 k

的电阻。(2)用示波器观察Uo，并用万用表测量输出电压填入表18-2中。二极管整流、电容滤波、稳压电路待测电压量理论值测量值待测波形波形Tr初级电压u1

//////////////Tr次级电压u2

Tr次级波形

整流后电压Uo

整流后波形

滤波后电压Uo

滤波后波形

表18-2二极管整流、电容滤波、稳压电路3、观测电容滤波和负载变化对整流输出电压的影响(1)按图18-6连接电路。(2)用示波器观察负载RL分别为2 k

和150 

、滤波电容分别为47 μF和220 μF时的输出电压波形，并将其描绘下来。(3)用万用表的直流电压挡测量以上各情况下输出电压有效值Uo并记入表18-3中，并将其与理论值相比较。

电容47 μF电容220 μF

Uo波形Uo电压Uo波形Uo电压RL = 2 k

RL = 150

表18-3二极管整流、电容滤波、稳压电路(三)稳压二极管稳压电路观测稳压后输出电压波形：(1)按电路图18-7连接电路，限流电阻R = 510 Ω，RL = 2 kΩ，C = 220

mF。(2)用示波器与万用表分别测量输出电压波形与电压值并将测量结果填入表18-4中，将其与理论值相比较。

测量值理论值描绘波形稳压后输出电压

表18-4二极管整流、电容滤波、稳压电路(四)稳压二极管稳压电路1、故障排除请将在操作中遇到的故障现象、检测数据、原因分析填入表18-5中。故障现象检测点检测数据或波形故障排除原因分析

表18-5二极管整流、电容滤波、稳压电路2、故障设置与分析按图18-7连接电路。如果下列元件出现故障，将会引起怎样的故障现象？请将分析及检测数据填入表18-6中。故障元件理论分析电容两端电压及波形输出电压及波形实际情况任一只二极管开路

滤波电容开路

限流电阻R开路

稳压二极管开路