整流滤波电路的安装调试.doc

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课题四 单相桥式整流滤波电路的安装与调试

任务分析
1、 掌握单相桥式整流滤波电路的工作原理。
2、 了解单相桥式整流电路的器件选择。
3、 会用Multisim软件对电路进行仿真.
4、 掌握单相桥式整流滤波电路的安装方法。
5、 掌握单相桥式整流滤波电路的调试方法。

一、 预备知识
1、 交流电：电路中的电压（电流）的大小和方向随时间进行周期性变化的电压（电流）称为交流电，若遵循正弦规律变化则为正弦交流电。例如：常用的市电为单相正弦交流电，电压为220,频率为50HZ。
2、 直流电:电路中的电压（电流）的方向不发生变化的称为直流电。例如：常用的AA干电池电压为1。5V；锂离子充电电池电压为3。6V。
3、 整流：将交流电转换为直流电的过程。

问题：根据所学器件讨论什么器件能够实现整流？

4、 滤波：单相整流电路整流后的直流电为脉动直流电，其中仍包含有较多的交流成分,为保证电源质量需要滤除其中的交流成分，保留直流成分，将脉动变化的直流电变为平滑的直流电称为滤波。

问题：根据所学器件讨论什么器件能够实现滤波?

5、 单相整流滤波电路：将电网220的单相交流电路进行整流、滤波，输出平滑的直流电。

6、常见整流电路:
(1）单相半波整流电路

(2)单相全波整流电路

（3）单相桥式整流电路

在整流滤波电路中，单相桥式整流电容滤波电路应用最为广泛，本课题以此为例.

二、单相桥式整流滤波电路的工作原理 （时间45分钟）
1、单相桥式整流滤波电路原理图

图一 单相桥式整流滤波电路原理图

2、电路原理分析
（1)在图一中,当开关S1断开，S2闭合时，电路为单相桥式整流电路。
在变压器次级交流电压u2为正半周时，即A+B-时,二极管V2、V3导通,V1、V4截至。电流流过的路径是：从A 点出发，经二极管V2、负载R2，再经V3回到B 点.如图实线所示。若忽略二极管的正向压降，可以认为R2上的电压u0≈u2。
当u2为负半周,即A—B+时,二极管V1、V4导通，V2、V3截至。电流的通路是从B 点出发,经V4、负载RL、V₁回到A点。如图一中虚线所示。若忽略二极管的正向压降u0= -u2。
从图上看出，无论u2的正、负半周如何变换，流经RL
的电流方向始终不变，即由C →D 。四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。在负载上，即可得到全波脉冲的直流电压和电流.因为这种整流属于全波整流类型.其波形如图二所示
演示:课堂上用大型示教板演示。接上示波器观察UCD 的波形.如图二
单相桥式整流电路在负载RL得到的波形是全波脉冲直流电，其中负载RL上的全波直流电压平均值u0=0.9 u2 （u2为变压器次级电压有效值）
而流过的平均电流IL= u0/RL
实操演习：挑选两名学生在示教板上演示，并用万用表(数字万用表）进行电压、电流测量.
（2）当开关S1和S2都闭合，接上电容C 后，电路为单相桥式整流电容滤波电路。
演示：在大型自制的示教板上演示。
测量:让学生在示教板上测量出单相桥式整流电容滤波电路上的电压和电流的数值，并记录在表一中。
表一
整流电路形式
输入交流电压
整流电路输出电压
整流器件上电压和电流
负载开路时电压
带负载时电压
桥式
整流
u2
u2
1。2 u2
最大反向电压URM= u2
电流IF=IL
最大反向电压URM 可用示波器估测.

三 EWB（Multisim）软件仿真 （时间45分钟)
在学校电子实训工作台的配套电脑中，都安装有NL公司的(Multism8.0）软件。安排学生分组上机进行电路仿真，充分利用软件资料进行教学，能够激发学生的学习兴趣，促进实训课堂教学的多媒体化，拓展学生的视野.
1、 用投影仪演示仿真过程。
2、 强调仪器的选择和“ ”的位置确定。

四 单相桥式整流滤波电路的安装与调试 （时间8个学时）
1、电路器件参数的选择
（1） 根据负载参数选择变压器
1）变压器输出电压 U2= u0/1.2
2）变压器输出电流 i2≈IL
因本例中RL很大，可以不考虑输出电流，但为了实验安全，故选择容量为35VA、输出220V输出15V、电流2A的通用型变压器.
（2） 整流二极管的选择
URM≥(1。5～2。5）u2 URM：二极管最大反向击穿电压
IM≥（1～1.5）IL IM:二极管最大正向工作电流
（3） 滤波电容
容量C≥（3～5）

注：如果需要精确计算用公式:Ｃ≥ γ:纹波系数
耐压ＵＣ≥(1～1。5)u2
若取γ=7％，负载电流为1A，则C≥2200µF。

对于维修电工，必须学会电路元件参数的选择,为今后工作中电路维修时选择替换元件做资料储备。
2、工具、仪表及器材
（1） 工具、仪表
ＳＲ８示波器、数字万用表、常用电子工具
（2） 器件

表二
名称
规格
数量
变压器Ｔ
２２０Ｖ／１５Ｖ，２Ａ　３５ＶＡ
１只
二极管Ｖ１—Ｖ４／1Ｎ４００１
１Ａ　，１００Ｖ
４只
电解电容Ｃ
2200ｕＦ／３５Ｖ
１只
电阻器
１０KΩ/0。25W
1只
熔断器ＦＵ１
ＦＵ２
0。5Ａ
0。５Ａ
１只
１只
万能实验板
５０×５０×５
每人一块
单刀单掷开关(可以不用）

２只

3、电路的安装
基本操作工艺描述:对照上述器件，选取元件并用万用表测判器件。
　质量→清除元器件氧化层并搪锡→连接导线搪锡→对照电路原理图在万能板上合理布局安装电路元件→焊接电路元件→清扫现场.
（１） 根据表二，配齐元器件，并用万用表检查元件的性能及好坏。
（２） 清除元件的氧化层，并搪锡。（对已进行预处理的新器件不搪锡)
（３） 剥去电源连线及负载连接线端的绝缘，清除氯化层均加以搪锡处理。
（４） 合理布局电路元器件。
（５） 安装二极管、电解电容并注意极性.
（６） 元器件安装完毕，经检查无误后,进行焊接固定。
4、调试
基本调试步骤：
安装电源 检查各元器件的焊接质量 通电调试 测量
（１） 将变压器次级引入万能线路板上并焊接，变压器的初级220～(V)引线端通过密封型保险丝座和电源插头线连接。
（２） 检查各元器件有无虚焊、错焊、漏焊及各引线是否正确、有无疏漏和短路。
（３） 接通电源,观察有无异常情况,将开关S1(可用短接线代替）和S2处在各种状态时,用万用表测量输出、输入电压并进行记录.
（４） 输出电压不正常进的故障现象及原因如表三所述：
故障现象
故障原因
输出电压不稳定
检查电源电压是否补动，输出电压应随输入电压上下波动。
输出电压为13.5V左右
滤波电容虚焊、开路或损坏。
输出电压为6。7V左右
说明除滤波电容脱焊或损坏外，整流二极管某个臂脱焊或开路.
输出电压为0V
变压器初、次绕组开路，或熔断器熔断,或电源与整流桥未接好。
接通电源后，熔丝立即熔断
电源变压器初次级绕组已短路,或初次级装反，或整流桥中二极管一个极性装反,或滤波电路短路，或负载电阴短路.此时应立即切断电源，查明原因。仅FU1熔断：故障在变压器，若FU1、FU2同时熔断，故障在二次侧部分，重点检查二极管及输出有无短路情况。

（5）示范操作：安排实习,先仿真,再实操。
（6）检查学生元器件测量、安装、焊接的过程，发现问题及时纠正.
（7）电路调试要在老师的指导下进行,先自检、互检、老师检查后再通电，确保安全.

思考题：
A. 一个二极管反相可能出现什么问题？
B. 一个二级管开路可能出现什么现象？
C. 电解电容接反可能会出现什么问题?

五、课题考核
1、训练考核内容：组装单相桥式整流电容滤波电路并进行调试。电路如图三所示

图三是在图一的基础上增加了R和C2构成∏型滤波电路，使输出纹波更小。
2、工具、仪表、仪器及器材。
(1）工具及仪器、仪表：示波器、万用表、常用电子工具。
(2）器材： T:220/15 35VA
C1:1000µF/35V
C2：1000µF/35V
V1~V4：IN4001 4只
R：51Ω/1W RL：1KΩ/0。25W
FU1：0.5A/250V 1只 FU2:0.05A 1只
万能板 5×50×50㎜ 一块
3、评分标准
序号
项目内容
评 分 标 准
配
分
扣
分
得
分

1

电
路
安
装
接线
接线不正确，每处扣20分
35

布局
布局不合理扣5～10分
10

排列
排列不整齐扣3～5分
5

焊点
（１） 焊点粗糙扣5～10分
（２） 虚焊、漏焊、错焊每处扣
10~15分

20

2

调试电压
（１） 测量电源电压量程置错扣10分
（２） 测量直流电压量程置错扣10分

20

3
安全文明生产
每一项不合格扣4分
10

4

时间2h
（不许超时）
每超10分钟扣5分（总分中扣）

合计

教师签名：
年 月 日

4 、考核步骤
（１） 准备好常用的电子工具.
（２） 根据器件要求，准备好相应的元器件。
（３） 合理布局电路元件，并进行插接。
（４） 按照五步焊接法进行焊接。
（５） 经学生五检、老师复检后,通电进行调试，用万用表测量出输入、输出电压并记录。
提示：
1、二极管和电阻采用卧式安装。
2、焊接元件时，可利用镊子捏住元件引脚，这样既方便焊接又有利于散热。
3、万能板上焊盘氧化后，要处理好再焊接。
4、不可出现虚焊、假焊、错焊、漏焊现象，一经发现及时纠正.
5、S1、S2开关可用短路线代替.
6、二极管极性装反形成电源短路。滤波电容极性装反会爆炸.切记：保证安全。

六 课题总结
1、本课题通过整流滤波电路的安装与调试，完善理论知识,强化对二极管及电容作用的理解。
2、通过电路特征学会电子元器件的选择方法.
3、通过电路的焊接安装工艺过程，强化电子技能基本功的训练。
4、通过电路调试使学生更能够熟练万用表的使用。