《電工電子技術(shù)與技能》（新國(guó)規(guī)）杜德昌PPT課件及教案
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第七章第七章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 第一節(jié)第一節(jié) 整流電路整流電路第二節(jié)第二節(jié) 濾波電路濾波電路 第三節(jié)第三節(jié) 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路第七章 直流穩(wěn)壓電源 第一節(jié) 整流電路 第一節(jié)第一節(jié) 整流電路 u整流的概念；u理解整流電路的工作過程及不同類型的整流電路的優(yōu)點(diǎn)；u了解晶閘管可控整流電路。【教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)】應(yīng)知：應(yīng)會(huì)：u 能分析負(fù)載上電壓的波形，會(huì)根據(jù)電壓波形判斷 電路的故障點(diǎn)；u 正確計(jì)算電壓、電流平均值，會(huì)根據(jù)電路要求選擇整流 電路元件參數(shù)。第一節(jié)第一節(jié) 整流電路【教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)】整流的概念及意義；整流電路的工作過程分析以及元件參數(shù)的選擇?！窘虒W(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)】整流電路各點(diǎn)的電壓波形分析及元件參數(shù)的選擇。直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓流程直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓流程 動(dòng)畫演示：直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓流程 一、單相半波整流一、單相半波整流 1.單相半波整流電路實(shí)驗(yàn)單相半波整流電路實(shí)驗(yàn) 做中教：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ麟娐穼?shí)驗(yàn)(a)電路圖 (b)實(shí)物圖 (c)波形圖 分組試驗(yàn)分組試驗(yàn)總結(jié)總結(jié)一、單相半波整流一、單相半波整流 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（1）根據(jù)電路圖，將一只變壓器、一個(gè)整流二極管、一個(gè)負(fù)載電阻 連接電路。（2）閉合開關(guān)，用示波器觀察交流輸入端電壓u1、負(fù)載兩端電壓u1 的波形，并對(duì)波形特點(diǎn)作比較。（3）用萬用表測(cè)量交流輸入端電壓、負(fù)載兩端電壓，比較兩者數(shù)值 關(guān)系。（4）交換二極管的正負(fù)極，再次觀察比較u1、u2波形特點(diǎn)。（5）小組提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果：u1、u2波形特點(diǎn)；輸入端電壓與負(fù)載兩端 電壓數(shù)值關(guān)系。一、單相半波整流一、單相半波整流 總結(jié)總結(jié)（1）波形特點(diǎn)：示波器顯示u1為單相正弦波，負(fù)載RL上波形只有 正弦波的半個(gè)波，故該整流電路稱半波整流電路。（2）用萬用表測(cè)量負(fù)載兩端電壓為交流輸入端電壓的0.45倍。（3）交換二極管得到反向的半波。一、單相半波整流一、單相半波整流 2.單相半波整流電路工作過程單相半波整流電路工作過程 動(dòng)畫演示：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ鞴ぷ鬟^程 分析：分析：u1正半周時(shí)，a端正，b端負(fù)，二極管在正向電壓作用下導(dǎo)通，電流由a經(jīng)VD、RL到b。因二極管正向壓降很小，負(fù)載電壓；負(fù)半周時(shí)，a端負(fù)，b端正，二極管在反向電壓作用下截止，負(fù)載中的電流iL=0，負(fù)載兩端的電壓uL=0。可見，在交流電壓的一個(gè)周期內(nèi)，RL上只在半個(gè)周期有單方向的電流，從而實(shí)現(xiàn)了整流。反向工作過程 類似。一、單相半波整流一、單相半波整流 3.單相半波整流電路的計(jì)算單相半波整流電路的計(jì)算 負(fù)載RL上的直流電壓可用其平均值來表示其大小，計(jì)算公式是 U1是變壓器二是變壓器二次電壓有效值次電壓有效值 負(fù)載RL上通過的直流電流可以由歐姆定律算得一、單相半波整流一、單相半波整流 4.電路元件參數(shù)選擇電路元件參數(shù)選擇（1）變壓器的選用 其二次電壓與負(fù)載要求電壓有關(guān)，可根據(jù)半波整流時(shí)二者關(guān)系式換算（2）半波整流二極管的選用 二極管的最大整流電流應(yīng)大于二極管正向?qū)〞r(shí)電流 反向耐壓值應(yīng)大于變壓器次級(jí)電壓的最大值5實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用 半波整流電路的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，使用的元件少。但缺點(diǎn)是輸出電壓脈動(dòng)很大，效率低，所以只能應(yīng)用在對(duì)直流電壓波動(dòng)要求不高的場(chǎng)合，例如蓄電池的充電等。二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流 1.單相橋式全波整流電路實(shí)驗(yàn)單相橋式全波整流電路實(shí)驗(yàn) 做中教：?jiǎn)蜗鄻蚴饺ㄕ麟娐穼?shí)驗(yàn)(a)電路圖 (b)實(shí)物圖 (c)波形圖 分組試驗(yàn)分組試驗(yàn)總結(jié)總結(jié)二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（1）根據(jù)電路圖，將一只變壓器、四個(gè)整流二極管、一個(gè)負(fù)載電阻 連接電路。（2）閉合開關(guān)，用示波器觀察交流輸入端u1、負(fù)載兩端電壓u2的波形，并對(duì)其波形特點(diǎn)作比較；（3）用萬用表測(cè)量交流輸入端電壓、負(fù)載兩端電壓，比較兩者數(shù)值關(guān)系；（4）小組提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果：u1、u2波形特點(diǎn)；輸入端電壓與負(fù)載兩端 電壓數(shù)值關(guān)系。二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流 總結(jié)總結(jié)（1）波形特點(diǎn)：示波器顯示u1為單相正弦波，負(fù)載RL上波形為全波 脈動(dòng)的直流電壓，故稱全波整流電路。（2）用萬用表測(cè)量負(fù)載兩端電壓為交流輸入端電壓的0.9倍。二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流2.單相橋式全波整流電路工作過程單相橋式全波整流電路工作過程 動(dòng)畫演示：?jiǎn)蜗鄻蚴饺ㄕ鞴ぷ鬟^程 分析：分析：在u1的正半周，a端正、b端負(fù)，二極管VD1和VD3在正向電壓作用下導(dǎo)通，VD2和VD4在反向電壓作用下截止，電流由a端，經(jīng)VD1、RL、VD3流向b端，負(fù)載RL上得到一個(gè)半波電壓和半波電流。反向工作過程 類似。二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流 3.單相橋式全波整流電路的計(jì)算單相橋式全波整流電路的計(jì)算 橋式整流是全波整流，若忽略二極管的管壓降，負(fù)載電壓和電流都為半波整流的兩倍 二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流4.電路元件參數(shù)選擇電路元件參數(shù)選擇（1）變壓器的選用 其二次電壓與負(fù)載要求電壓有關(guān)，可根據(jù)全波整流時(shí)二者關(guān)系式換算（2）半波整流二極管的選用 橋式全波整流時(shí)，二極管中的電流是負(fù)載電流的一半 反向耐壓值二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流5.應(yīng)用應(yīng)用 橋式全波整流電路的脈動(dòng)性比半波整流輸出的直流電壓和電流脈動(dòng)程度要小，而且電能利用率高，所以廣泛應(yīng)用于整流電路中。目前，小功率橋式整流電路的四只整流二極管，被接成橋路后封裝成一個(gè)整流器件，稱“硅橋”或“橋堆”，不但使用方便而且性能穩(wěn)定可靠。常見整流橋外形如圖所示，選用時(shí)應(yīng)注意它們的額定電流和允許的反向電壓要符合整流電路的要求，使用時(shí)認(rèn)真閱讀使用說明書，清楚它們的安裝方式和冷卻方式以及外引線的極性等。常見整流橋外形圖 二、單相橋式全波整流二、單相橋式全波整流【例題例題7-1】有一個(gè)直流負(fù)載，它的額定電壓是15V，額定電流為l A，若用單相橋式整流電路供電，求變壓器的次級(jí)電壓應(yīng)為多少?應(yīng)選擇何種型號(hào)的二極管?解：根據(jù)題意可知，負(fù)載電壓，負(fù)載電流=1 A。得，變壓器次級(jí)電壓 根據(jù)二極管選擇標(biāo)準(zhǔn)可分別求得電流和反向耐壓值，即 根據(jù) IFM、URM的值查晶體管手冊(cè)，可選用整流電流為1A，額定反向電壓為100V的2CZ55C型二極管4只。三、晶閘管可控整流三、晶閘管可控整流 1.電路組成電路組成 三、晶閘管可控整流三、晶閘管可控整流 2.工作過程工作過程 動(dòng)畫演示：晶閘管可控整流工作過程 在u1的正半周，a端正、b端負(fù)，在 時(shí)刻加入觸發(fā)脈沖 晶閘管T1、二極管VD2在正向電壓作用下導(dǎo)通，晶閘管T2、二極管VD1在反向電壓作用下截止，電流由a端，經(jīng)T1、RL、VD2流向b端，負(fù)載RL上得到一個(gè)半波的可控電壓。在u1的正半周，a端正、b端負(fù)，在 時(shí)刻加入觸發(fā) 脈沖，晶閘管T2、二極管VD1在正向電壓作用下導(dǎo)通，晶閘管T1、二極管VD2在反向電壓作用下截止，電流由b端經(jīng)T2、RL、VD1流向a端，負(fù)截RL上又得到一個(gè)與正半周同向的半波可控電壓。三、晶閘管可控整流三、晶閘管可控整流3.負(fù)載上的直流電壓和電流負(fù)載上的直流電壓和電流 只要改變控制角 便可調(diào)節(jié)輸出直流電壓的大小電壓的可控范圍為00.9 三、晶閘管可控整流三、晶閘管可控整流4.電路元件參數(shù)選擇電路元件參數(shù)選擇（1）變壓器的選用 其二次電壓與負(fù)載要求電壓有關(guān)，可根據(jù)可控整流時(shí)二者關(guān)系式換算（2）晶閘的選用 反向耐壓值額定正向平均電流一般為 單相全波可控整流實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的控制，廣泛應(yīng)用于電壓可調(diào)的電路中，例如用于直流電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。5.應(yīng)用應(yīng)用 三、晶閘管可控整流三、晶閘管可控整流【例題例題7-2】有一純電阻負(fù)載，需要可調(diào)的直流電壓解：(1)設(shè)在 （晶閘管導(dǎo)通角 ）時(shí)，則變壓器二次側(cè)電壓有效值為：,電流 ,現(xiàn)在采用單相全波可控整流電路，試求：（1）所選用電源變壓器的二次側(cè)電壓為多少；（2）估選晶閘管?？紤]到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)等原因?qū)⒂?jì)算值加大 10%，即（2）晶閘管承受的最大反向電壓和可能承受的最大正向電壓等于電源電壓的最大值，即 晶閘管的額定正向平均電流 所以，選用50A、400V的晶閘管【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】第一節(jié)第一節(jié) 整流電路整流電路 如圖所示的單相橋式整流電路中，若出現(xiàn)以下問題，試分析對(duì)電路工作的影響。（1）二極管VD1極性被接反；（2）二極管VD2由于脫焊開路；（3）二極管VD3被擊穿短路；（4）負(fù)載被短路。【課堂小結(jié)課堂小結(jié)】第一節(jié)第一節(jié) 整流電路整流電路 單相半波整流電路波形特點(diǎn)：示波器顯示u1為單相正弦波，負(fù)載RL上波形只有正弦波的半個(gè)波。數(shù)值特點(diǎn)：?jiǎn)蜗鄻蚴饺ㄕ麟娐凡ㄐ翁攸c(diǎn)：示波器顯示u1為單相正弦波，負(fù)載RL上波形為全波脈動(dòng)的直流電壓，故稱全波整流電路。數(shù)值特點(diǎn)：?jiǎn)蜗嗫煽卣麟娐罚骸菊n后作業(yè)課后作業(yè)】第一節(jié)第一節(jié) 整流電路整流電路
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