第七章整流电路、滤波电路及稳压电路
知识目标
1.掌握单相桥式整流电路的结构和工作原理。
2.了解电容滤波电路和电感滤波电路的作用。
3.了解稳压电路的工作原理和特点。
4.了解集成稳压器的使用方法。
技能目标
1.掌握单相桥式整流电路。
2.掌握集成稳压器的基本使用方法和连接方法。
3.能够使用万用表测量电压，能够使用双踪示波器观察测试波形。
4.能够根据直流稳压电源框架组装直流稳压电源。
第一节整流电路
一、整流与整流电路
利用二极管的单向导电性可以将交流电转换为直流电，这一过程称为整流，这种电路就称为整流电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
二、单相桥式整流电路的结构和特点
单相桥式整流电路利用整流二极管的单向导电性，将交流电变成单向脉动直流电，其组成结构如图7－1所示。
图7－1单相桥式整流电路
图7－1中，T r表示电源变压器，作用是将交流电网电压u1变成整流电路要求的交流电压；R L是直流供电的负载电阻；4只整流二极管VD1～VD4依次接成电桥的形式，故称桥式整流电路。
桥式整流电路的特点是：输出电压的直流成分得到提高，脉冲成分被降低，每只整流二极管承受的最大反向电压较小，变压器的利用效率高，因此被广泛使用。
单相桥式整流电路的实现
在实际应用中，单相桥式整流电路可以用四个独立的整流二极管实现，也可以用集成器件“桥堆”来实现。
图7－2所示为单相桥式整流电路的习惯简化画法。
图7－2单相桥式整流电路的习惯简化画法
三、单相桥式整流电路的工作原理
图7－3单相桥式整流电路波形
在图7－3单相桥式整流电路波形中，在u的正半周时，u2>0时，VD1、VD4导通，VD2、VD3截止，故有图示i D1(i D4)的波形；
同样，在u1的负半周时，u2<0时，VD1、VD4截止VD2、VD3导通，故有电流i D2(i D3)。
可见在u的正、负半周均有电流流过负载电阻R L，且电流方向一致，综合得到u o(i o)的波形。
低音炮音箱
如图7－4所示，日常生活中使用的低音炮音箱，有些采用了专业的桥式整流技术，通过内置的桥式整流电路，使得低频带通电路的信号顺畅与稳定，可以使声音更加纯净。
图7－4低音炮音箱
第二节滤波电路
经过整流电路后的输出电压已经是单相的直流电压，但是其中含有直流和交流的成分，电压的大小仍有变化，这种直流电称为脉动直流电。对于某些工作(如蓄电池充电)，脉动电流已经可以满足要求，但是对于大多数电子设备，需要平滑的直流电，故整流电路后面都要接滤波电路，尽量减小交流成分，以减小整流电压的脉动程度，适合稳压电路的需要，这就
是滤波。由此组成的电路称为滤波电路。下面介绍两类主要的滤波电路。
一、RC平滑滤波电路
1.RC平滑滤波电路的结构
在负载上并联一个电容器，利用电容器充放电时端电压不能跃变的特性使直流输出电压保持稳定。图7－5为一个简单的整流滤波电路，二极管VD起整流作用，与负载并联的电容C起滤波作用，这个电容器就是一个最简单的滤波器。
图7－5RC平滑滤波电路
2.RC平滑滤波电路的工作原理
RC平滑滤波电路是利用电容器的端电压在电路状态改变时不能跃变的原理实现滤波的。下面结合图7－6来讲述RC平滑滤波电路的工作原理。
图7－6滤波电容器的作用
由于二极管的整流作用，未接滤波电容器时，忽略二极管正向压降，输出为半波，如图7－6(a)图所示；并联滤波电容器以后，由于电容两端电压不能跃变，输出波形如图7－6(b)所示。改善滤波电容器的性能可获得直流信号。
注意：滤波电容器电容较大，一般用电解电容，应注意电容的正极性接高电位，负极性接低电位，如果接反则容易损坏器件。
二、LC平滑滤波电路
1.LC平滑滤波电路的结构
在滤波电容之前串接一个铁芯电感线圈，就组成LC平滑滤波电路，如图7－7所示。
图7－7LC平滑滤波电路
LC平滑滤波电路可有效减小输出电压的脉动程度，适用于电流较大、要求输出电压脉动很小的场合，或用于高频场合。
2.LC平滑滤波电路的工作原理
电容和电感都是基本的滤波元件，当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中会产生自感电动势阻碍电流变化，因此通过电感的电流不能突变，流过负载的电流也就不能突变，从而使负载电流和负载电压的脉动大为减小，电流平滑，输出电压的波形也就平稳了，达到了滤波目的。
实验三 整流、滤波和稳压电路 一、实验目的 1、学会用示波器观察半波整流电路，全波整流电路的整流作用，及滤波电路的滤波作用和效果。 2、学会测量半波整流电路，会波整流电路输入电压值与输出电压值的方法。 二、实验器材 示波器一台，可调交流电压源一台，万用表一只，直流毫安表一只，整流二极管四只，电阻和电容。 三、实验原理 单相半波整流电路，单相桥式整流电路及滤波和稳压电路的原理，参看教材第五章。 四、实验内容及步骤 一）、半波整流电路的测量与观察。 1、按线路图1接好电路，将RW 调至最大。 2、置可调交流电压源电压~10V 左右。 3、将输入电压和输出电压分别接到示波器 输入端CH1和CH2上。 4、接通电源，在示波器上观察到输入和输出电压 波形，调节垂直偏转因数。使波形高度适宜， 便于观察。 5、用万用表测出输入电压（交流档）Ui= 测出输出电压平均值（直流档）Uo= 6、将输入电压和输出电压的波形画在图上。
二）、观察滤波电路的滤波作用。 在图1的A 、B 两点间分别接入电容C1=1μF ， C2=10μF ，C3=47μF ，（注意电容的接法）。 测量接入电容后的输出电压平均值U01= V U02= V U03= V 并将输出电压波形画在图上。 三）、单相桥式整流电路的测量与观察。 1、按图2接电路，并将输出端电压接到示波器CH2上，（输入交流电压源电压不要接到示波器上）。 2、调正输入交流电压源电压~10V 左右，测出输入 交流电压有效值Ui= V ，测出输出电压平均值（直流档）Uo= V 。 3、将输出电压的波形画在图上。 4、按图3接好电路，并在示波器上观察输出电压波形，同时用万用表测出输出电压平均值Uo= V 。 5、调节RW ，观察输出电压大小如何变化？ 图 3 图2
第一节整流电路 电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和 负载电阻R fz ，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变 电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器次级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的 波形如图5-2（a）所示。在0～π时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。在2π～3π时间内，重复0～π 时间的过 程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电 压U sc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流 得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压U sc=0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但 极性相反的两个电压e2a 、e2b ，构成e2a 、D1、R fz与e2b 、D2、R fz ，两个通电回路。
第七章整流电路、滤波电路及稳压电路 知识目标 1.掌握单相桥式整流电路的结构和工作原理。 2.了解电容滤波电路和电感滤波电路的作用。 3.了解稳压电路的工作原理和特点。 4.了解集成稳压器的使用方法。 技能目标 1.掌握单相桥式整流电路。 2.掌握集成稳压器的基本使用方法和连接方法。 3.能够使用万用表测量电压，能够使用双踪示波器观察测试波形。 4.能够根据直流稳压电源框架组装直流稳压电源。 第一节整流电路 一、整流与整流电路 利用二极管的单向导电性可以将交流电转换为直流电，这一过程称为整流，这种电路就称为整流电路。 常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。 二、单相桥式整流电路的结构和特点 单相桥式整流电路利用整流二极管的单向导电性，将交流电变成单向脉动直流电，其组成结构如图7－1所示。 图7－1单相桥式整流电路 图7－1中，T r表示电源变压器，作用是将交流电网电压u1变成整流电路要求的交流电压；R L是直流供电的负载电阻；4只整流二极管VD1～VD4依次接成电桥的形式，故称桥式整流电路。 桥式整流电路的特点是：输出电压的直流成分得到提高，脉冲成分被降低，每只整流二极管承受的最大反向电压较小，变压器的利用效率高，因此被广泛使用。 单相桥式整流电路的实现 在实际应用中，单相桥式整流电路可以用四个独立的整流二极管实现，也可以用集成器件“桥堆”来实现。
图7－2所示为单相桥式整流电路的习惯简化画法。 图7－2单相桥式整流电路的习惯简化画法 三、单相桥式整流电路的工作原理 图7－3单相桥式整流电路波形 在图7－3单相桥式整流电路波形中，在u的正半周时，u2>0时，VD1、VD4导通，VD2、VD3截止，故有图示i D1(i D4)的波形； 同样，在u1的负半周时，u2<0时，VD1、VD4截止VD2、VD3导通，故有电流i D2(i D3)。 可见在u的正、负半周均有电流流过负载电阻R L，且电流方向一致，综合得到u o(i o)的波形。 低音炮音箱 如图7－4所示，日常生活中使用的低音炮音箱，有些采用了专业的桥式整流技术，通过内置的桥式整流电路，使得低频带通电路的信号顺畅与稳定，可以使声音更加纯净。 图7－4低音炮音箱 第二节滤波电路 经过整流电路后的输出电压已经是单相的直流电压，但是其中含有直流和交流的成分，电压的大小仍有变化，这种直流电称为脉动直流电。对于某些工作(如蓄电池充电)，脉动电流已经可以满足要求，但是对于大多数电子设备，需要平滑的直流电，故整流电路后面都要接滤波电路，尽量减小交流成分，以减小整流电压的脉动程度，适合稳压电路的需要，这就
整流、滤波和稳压电路 第二节滤波电路 交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。 一、电容滤波 电容器是一个储存电能的仓库。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候， 电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电 压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低， 直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值 越大，充电和放电所需要的时间越长。这种电容 带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担 滤波的任务。 图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间，e2 向负载电阻R fz提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。这时，D受反向电压，不能导通，于 是Uc便通过负载电阻R fz放电。由于C和R fz较 大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上 的电压降得不多。当e2 下一个周期来到并升高到大 于Uc时，又再次对电容器充电。如此重复，电容器 C两端（即负载电阻R fz：两端）便保持了一个较 平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
整流、滤波、稳压电路看不懂你砍我 好久的电路原理说明，终于能够看懂整流滤波稳压电路了，分享一下。 一、整流与滤波电路 整流电路的任务是利用二极管的单向导电性，把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。 整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流，由于后者含有较大的交流成分，通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路，以滤除交流分量，从而得到平滑的直流电压。
由波形可知： 1.开关S打开时，电容两端电压为变压器付边的最大值。 2 .开关S闭合，即为电容滤波电阻负载，当变压器付边电压大于电容上电压时 ，电容充电，输出电压升高，当时电容放电，输出下降。如此充电快，放电慢的不断反复，在负载上将得到比较平滑的输出电压。当负载电阻越大时，放电越慢，纹波电压越小，负载电阻小时，放电快，纹波大，而且输出电压低。 为此有三种情况下的输出电压估算值： 1)电容滤波，负载开路时。 2)无电容滤波，电阻负载时，输出电压平均值为： 。
3)电容滤波，电阻负载时通常用下式进行估算，通常按 估算。 为确保二极管安全工作，要求：不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同，为此可采用不同的滤波电路。常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路(两个或两个以上滤波元件组成)。 二、线性串联型稳压电路 整流滤波后的电压是不稳压的，在电网电压或负载变化时，该电压都会产生变化，而且纹波电压又大。所以，整流滤波后，还须经过稳压电路，才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。
1.稳压电路(电源)的主要性能指标 输出的稳定电压值Vo，最大输出电流Imax，输出纹波电压V～，稳压系数(电压调整率)，该值越小，稳定性越好。 输出电阻(内阻)，，内阻越小越好。 2.串联型稳压电路的基本结构基本思路： 串联型：
实验十一 整流滤波与并联稳压电路 一、实验目的 1.熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。 2.观察了解电容滤波作用。 3.了解并联稳压电路。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.数字万用表 三、实验内容 1.半波整流、桥式整流电路实验电路分别如图13.1，图13.2所示。 分别接二种电路，用示波器观察V 2及V L 的波形。并测量V 2、V D 、V L 。 图13.1 图13.2 图13.1是二极管半波整流，如果忽略二极管导通电压，输出应是半波波形。如果输入交流信号有效值为1U ，输出信号平均值为 11 45.02U U ≈π ，有效值为 2 1U 。图13.2是二极管 桥式整流电路，如果忽略二极管导通电压，输出应是全波波形。输出信号平均值为 11 9.022U U ≈π ，有效值为1U 。 2.电容滤波电路 实验电路如图13.3 (1)分别用不同电容接入电路，R L 先不接，用示波器观察波形，用电压表测V L 并记录。 (2)接上R L ，先用R L =1K Ω，重复上述实验并记录。 (3)将R L 改为150Ω，重复上述实验。 电容滤波电路是利用电容对电荷的存储作用来抑制纹波。在不加入负载电阻时，理论上应输出无纹波的稳定电压，但实际上考虑到二极管反向电流和电容的漏电流，所以仍然可以看到纹波，由于大电容的漏电流较大，所以接入470μF 时观察到的纹波比接入10μF 时的大。接入负载后，在示波器中可看到明显的纹波。纹波中电压处于上升部分时，二极管导通，通
过电流一部分经过负载，一部分给电容充电，其时间常数为L R r R C R =//(，r 为输入电路内阻)；下降部分时，二极管截止，负载上的电流由电容提供，其放电时间常数为C R L 。一般有r R r R L L >>>，因此滤波的效果主要取决于放电时间常数， 其数值越大滤波后输出纹波越小、电压波形越平滑，平均值也越大。平均值)41(21C R T U U L Om - =。 图13.3 电容滤波电路 图13.4 并联稳压电路 稳压管稳压电路由稳压二极管和限流电阻组成，利用稳压管的电流调节作用通过限流电阻上电流和电压来进行补偿，达到稳压目的，因而限流电阻必不可少。对于稳压电路，一般用稳压系数r S 和输出电阻O R 来描述稳压特性, r S 表明输入电压波动的影响，O R 表明负载电阻对稳压特性的影响。 不变 L R i i O O r U U U U S ??= ,不变 i U O O O I U R ??- =。分析电路，设稳压管两端电压为Z U ，流过稳 压管的电流为Z I ，则稳压管交流等效电阻Z Z Z I U r ??=。根据交流等效电路可知： L Z L Z O i i O O i r R r R R r U U U U U U S +?=???= ，Z O r R R =。 3.并联稳压电路
新授课 ．工作原理：二极管正极电位高于负极电位或正极电位大于二极管死区电压，二导通后通过负载的电流方向不改变，从而在负载上得到极性不变的脉动直流 正半周时 次级线圈3正4负，二极管VD1、VD2导通，VD3 上获得单向脉动电流。电流方向：3→VD1 →负载→ VD2 → 4。 负半周时 次级线圈4正3负，二极管VD3、VD4导通，VD1 上获得单向脉动电流。电流方向：4→VD3 →负载→ VD4 → 3。 ．电路特点：输出电压脉动小；每只整流二极管承受的最大反向电压也较小；变 第二节滤波电路 ．滤波：保留脉动直流电的直流成分，滤除交流成分的过程。 ．滤波器：能实现滤波作用的电路，通常由电容器、电感器和电阻器按一定方式平滑滤波器 平滑滤波器的电路与工作波形如图所示。
滤波前输入脉动直流电，滤波后，输出为平滑的直流电，而LC 组成的滤波电路，利用储能元件L 的储能作用实现滤波。 ．参数选择 滤波电容L 的选择条件：L 选择越大，滤波效果越好，通常取值在几亨到几十亨。对于直流成分：0L =X ，而∞=C X 。因此，直流输出电压是由电感线圈的直流电L R 来分压。直流电压全部降在负载电阻L R 上。 对于交流成分：C L X X >>。因此，交流成分几乎全部降落在线圈L 的两端，而电容两端的交流电压降极小。 滤波电容和平滑电容一般都采用电解电容器。 第三节 稳压电路 稳压电路：当电网电压波动或负载发生变化时，能使输出电压稳定的电路。1 硅稳压二极管特性实验 ．安装如图所示实验线路。 ．记录实验结果，分析归纳。 一、硅稳压二极管的工作特性 硅稳压二极管：晶体管稳压电路的基本元件，是一种特殊的二极管，符号：。
实验2.5 整流、滤波与稳压电路 一、实验目的 1、掌握单相半波、全波、桥式整流电路的工作原理及测量方法。 2、观察了解电容滤波作用及测量方法。 3、了解稳压二极管的稳压作用。 二、实验原理 整流是把交流电变成单向脉动直流电的过程，整流的基本器件是整流二极管。利用其单向导电性即可把交流电转换成直流电。半波整流和桥式整流电路分别如 图2.5.1和图2.5.2所示。 在图2.5.1中，经过半波整流后负载上得的直流电压为(K打开时) U L =0.45U 2 (其中U 2 为副边电压的有效值)。 在图2.5.2中，经过桥式整流后负载（R + R L ）上的得到的直流电压为（K 1 、 K 2同时打开时）U 34 =0.9U 2 。 在图2.5.2中，滤波作用则是降低输出电压中的脉动成分，得到较为理想的 直流电源，常用的滤波电路有C型、π型和T型。对于桥式整流C型滤波（合上 开关K 1），结构简单，其输出电压为 U 34 ≈1.2U 2 。 R L 220V 图9-1 220V 图9-2 R L 1K ③④⑤ ⑥ U L 图2.5.1 半波整流电路图图2.5.2 桥式整流电路图 141
在图2.5.1中，半波整流C型滤波（合上开关K）其输出电压 U L U 2 。 经电容滤波后,输出电压的纹波减小,直流分量得到提高。 在图2.5.2中R为限流电阻，其作用是通过调节自身的压降来保持输出电压的基本不变。Dw为稳压二极管，它是利用其反向击穿的伏安特性来实现稳压的（可 参考教材中有关内容）。若合上K 1、K 2 时，U L =U Z (U Z 为稳压二极管的稳压值)。 三、实验设备 1、模拟电路实验箱一套 2、示波器一台 3、数字万用表一块 四、实验任务及步骤 按表2.5.1所规定的顺序及内容，用万用表电压档（AC或DC）测量有关电压，并用双踪示波器观察有关波形，按实验电路图2.5.2连线。 142
整流滤波及稳压电路 一、实验目的 1．掌握单相桥式整流电路的应用 2．掌握电容滤波电路的特性 3．掌握稳压管稳压的应用和测试 二、实验仪器 电路板，示波器，函数信号发生器等。 三、实验原理 直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分，它的基本任务是将电力网交流电压变换为电子设备所需要的交流电压值，然后利用二极管单向导电性将交流电压整流为单向脉冲的直流电压，再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路来减小其脉动成分，从而得到较平滑的直流电压。同时，由于该直流电压易受电网波动及负载变化的影响，必须加稳压电路，利用负反馈来维持输出直流电压的稳定。直流稳压电源的基本组成框图和工作波形如图一所示： 220V a b c 50Hz →→→→ Uo 1、 整流电路 利用二极管的单向导电作用，将电网的交流电转变成单方向的脉冲直流电，这就是整流。常用的整流电路有半波整流、桥式整流以及倍压整流。这次实验中主要采用桥式整流的方式获得单向脉冲的直流电源。 桥式整流电路（如图二）由四个二极管组成，负载电流也由两路二极
管轮流导通（如V1,V2）而提供，波纹小，截止一路两个二极管（如V3，V4）分担反向电压，对整流管要求较低，是最常用的整流电路。 图二 2、 滤波电路 整流电路输出的是直流脉冲电压，这种脉冲电压中含有较大的交流成分，因而不能保证电子设备正常工作，尤为明显的是在音响设备中会出现较严重的交流哼声。因此需要进一步减小输出电压的这种脉动，使其更加平滑。滤波电路就是利用电容或电感在电路中的储能作用来完成此功能的。常用的滤波器有电容滤波和电感滤波，但是相同的滤波效果时，采用电容滤波比采用电感滤波更经济有效。如图三，以桥式整流为例，说明整流滤波的工作原理。 图三 3、 稳压电路 虽然整流滤波电路可使交流电变成平滑的直流电，但由于受到电网电压的波动、负载电阻的变化以及环境温度的变化，这些均会导致输出直流电压的不稳定。因此，大多数电子设备还需要采取一定的稳压电路（措施），以保证输出电压值的稳定。稳压电路的种类通常有稳压管稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路和开关型稳压电路。 对稳压电路的主要要求如下： ⑴稳压系数s （i i U U U U /0/0/??=）小，稳定度高，即输出电压相对变化量要 远小于输入电压变化量。 ⑵输出电阻0R 小，L I U R ??=/00,0R 小，一般为m Ω量级，表示负载电流变化
实验四单相整流、滤波、稳压电路 一、实验目的 1. 学习使用数字万用表判别晶体二极管的方法； 2. 了解桥式整流电路的工作原理及滤波电容的作用； 3. 学习三端集成稳压器的使用方法； 4. 学习稳压电源主要技术指标的测试方法。 二、实验说明 1. 利用二极管的单向导电性，可以把交流电变为直流电，称为整流。整流后的直流电脉动太大，往往还需将脉动直流再经电阻器、电容器或电感组成的滤波器进行滤波，从而得到比较平稳的直流电压。 2. 为了得到更稳定的直流电压，在滤波之后还要采用稳压电路。本实验采用W7800系列集成三端稳压器稳压，使电路结构非常简单，而稳压效果却十分良好(有关集成三端稳压器请参阅附录四中“半导体集成电路”中的“集成三端稳压器”)。 3．本实验所用电路板元件排列如图2.7.1所示。桥式整流器、电容滤波器、集成三端稳压器及负载电阻等四部分电路分开设置，可根据实验内容用短导线连接成所需电路进行实验。4．本实验中使用的晶体管毫伏表是一种平均值检波的交流电压表，其刻度以正弦波有效值校准，在测试电容滤波电路输出电压的交流分量时，因其波形不是正弦波，故测量值有一定误差。 100Ω 300Ω 图2.7.1单相整流、滤波、稳压电路实验板 三、实验仪器及设备 1.双踪示波器1台 2.数字万用表1只 3.晶体管毫伏表1台 4.电子技术实验箱1台 四、预习要求 1.复习有关二极管、整流、滤波及稳压电路部分的内容。
2. 查阅附录二中的“集成三端稳压器”。 3. 仔细阅读实验指导书,了解实验目的、内容及步骤。 五、思考题 1.如果电容滤波电路的负载开路,用示波器观察其输出电压U o ，波形将会是什么形状?若用直流电压表测试U o ，将有什么样的读数？为什么？ 2.如果用一个直流电压表去测量图2.7.2中D 1管两端的管压降,你认为读数会是多少伏?为什么?欲使测量值为正值,电压表的正负表笔应如何连接? 六、注意事项 1.变压器副边电压取17V 。 2.变压器副边电压只能接在整流桥的进线端,即实验板上四个二极管中间的两个孔。 3.不能用双踪示波器同时观察变压器副边电压U 2及整流输出电压Uo,否则示波器两个探头的黑夹子将使某个整流二极管短路。 4.集成三端稳压器“1”端电压应高于“3”端电压2～3V 才能正常工作,故接线时不能将“1”、“3”端短接,否则将使三端稳压器发热损坏。 5.本实验中,示波器输入端应采用“直流耦合”方式,?才能完整正确地观察被测试信号。当需仔细观察锯齿波波形时,应暂时采用交流耦合方式并将波形放大。 七、实验内容及步骤 1.用数字万用表测试二极管 将数字万用表转换开关置于“”挡,黑表笔插入“COM ”插孔,红表笔插入“V 、Ω”插孔,闭合万用表电源开关,用两表笔接触二极管两极,测试一次,读出液晶显示屏上的数字;?然后两表笔交换,再测试一次,也读出液晶显示屏上的数字。对硅管而言，若一次读数为“1”(表示二极管反向电流为零) ,另一次读数为500-800mV(表示二极管正向电压降数值),则表示被测晶体管完好,后一次测量时,红表笔所接的一端为二极管的正极。黑表笔所接的一端为二极管的负极。若两次测试均显示“1”,则二极管断路,若两次测试均显示“0”或一很小数字,则表示二极管短路。 2.整流电路测试 按图2.7.2接线(注意交流16V 电源进线所接的位置,若接在整流桥的出线端,将烧坏二极管)。经老师检查后才能接通电源。 'O u ～ + ～ "O + 图2.7.2 桥式整流电路 图2.7.3 整流滤波电路 用示波器分别观察变压器输出电压 u 2和桥式整流输出电压o u '的波形(?注意!此时不能用
1。它是一个储能组件。 2。它两端的电压不能突变。 3。它能通过交流电，隔离直流电。 4。容量越小的电容器越能通过高频的信号；电容量越大的电容器，对低频信号所产生的容抗就越小。 5。选择使用电容器时，电容器的耐压，必须是它使用电压的√2倍。 电流、电动势与电压 一、电流 电离子有次序的移动就是电流。 所带电荷的多少就叫电量，用字母Q 表示。单位是库仑， 6.24×1,000,000,000,000,000,000个电子所具有的电量等于1库仑。 单位时间内通过导线横截面的电量称电流强度，用符号“I ”或“i ”表示。 如果电流的大小和方向都不随时间而变化，称为恒定电流，简称直流。（DC）如果电流的方向均随时间变化，称为交变电流，简称交流（AC） 显然，对恒定电流而言，电流强度I 可用下式表示： I =Q/t t为时间，Q为这段时间内通过导体横截面的电量。
电流的强度是安培：（A） 1毫安（mA）=0.001安培（A） 1微安（uA）=0.001毫安（mA）=0.000001安培（A） 1纳安（nA）=0.001微安（uA）=0.000000001安培（A） 二、电压用符号U或u 表示 电路中a，b两点之间的电压表明了单位时间正电荷由a点转移到b点时所获得或失去的能量，即U=A/Q 其中Q 为由a点转移到b点的电量，库仑A转移过程中，电荷Q 所获得或失去的能量，单位为焦耳。 V为电压的单位，伏特： 从电位差的角度看，如果正电荷由a转移到b获得电能，则a点为低电位﹐b点为高电位。如果正电荷由a点转移到b点失去电能，则a点为高电位，b点为为低电位。 电动势表示电源所具有的维持一定电压的作用。符号E，单位V 三、欧姆定律 在一个闭合电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与电路中的电阻成反比。I=E/R ；I=U/R ；（I=E/γ+R 全电路欧姆定律） 四、电源的电动势与其端电压的关系 电源的内阻越大，负载变化所引起的电压波动也越大。因此，电源内阻的大小，决定着电源带负载的能力 电阻的并联：R=R1×R2÷（R1+R2）或R=1/R1+1/R2+1/R3 串联的公式：R=R1+R2+R3---------------------------------------------------
整 流 滤 波 及 稳 压 电 一、 实验目的 1掌握单相桥式整流电路的应用 2. 掌握电容滤波电路的特性 3. 掌握稳压管稳压的应用和测试 电路板，示波器，函数信号发生器等。 三、实验原理 直流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分，它的基本任务是将电力网交 流电压变换为电子设备所需要的交流电压值，然后利用二极管单向导电性将交流 电压整流为单向脉冲的直流电压，再通过电容或电感等储能元件组成的滤波电路 来减小其脉动成分，从而得到较平滑的直流电压。同时，由于该直流电压易受电 网波动及负载变化的影响，必须加稳压电路，利用负反馈来维持输出直流电压的 稳定。直流稳压电源的基本组成框图和工作波形如图一所示: 图一 1、 整流电路 利用二极管的单向导电作用，将电网的交流电转变成单方向的脉冲直流电, 这就是整流。常用的整流电路有半波整流、桥式整流以及倍压整流。这次实验 中主要米用桥式整流的方式获得单向脉冲的直流电源。 桥式整流电路（如图二）由四个二极管组成，负载电流也由两路二极管轮 、实验仪器 220V 50Hz 电源变压 b 整流电 滤波电 稳压器 —Uo
流导通（如V1,V2）而提供，波纹小，截止一路两个二极管（如V3, V4）分担反向电压，对整流管要求较低，是最常用的整流电路。 图二 2、滤波电路整流电路输出的是直流脉冲电压，这种脉冲电压中含有较大的交流成分， 因而不能保证电子设备正常工作，尤为明显的是在音响设备中会出现较严重的交流哼声。因此需要进一步减小输出电压的这种脉动，使其更加平滑。滤波电路就是利用电容或电感在电路中的储能作用来完成此功能的。常用的滤波器有电容滤波和电感滤波，但是相同的滤波效果时，采用电容滤波比采用电感滤波更经济有效。如图三，以桥式整流为例，说明整流滤波的工作原理。 图三 3、稳压电路虽然整流滤波电路可使交流电变成平滑的直流电，但由于受到电网电压的波 动、负载电阻的变化以及环境温度的变化，这些均会导致输出直流电压的不稳定。因此，大多数电子设备还需要采取一定的稳压电路（措施），以保证输出电压值的稳定。稳压电路的种类通常有稳压管稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路和开关型稳压电路。 对稳压电路的主要要求如下： ⑴稳压系数s（U o/U。/小心）小，稳定度高，即输出电压相对变化量要远小于输入电压变化量。 ⑵输出电阻R0小，Ro U0/ |L, R o小，一般为m Q量级，表示负载电流变化时， 输出电压稳定。 ⑶温度系数S T小，S T U0/ T (mV/ C ), S T表示温度变化时，输出电压稳定。 四、实验内容 1、整流电路 经过桥式整流电路后:
整流、滤波和稳压电路 第一节整流电路 电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻R fz，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。 变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在0～π时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，
上端为负。这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压U sc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均 值，即负载上的直流电压U sc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b， 构成e2a、D1、R fz与e2b、D2、R fz，两个通电回路。 全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说明。在0～π间内，e2a对Dl为正向电压，D1导通，在R fz上得到上正下负的电压；e2b对D2为反向电压，D2不导通（见图5-4（b）。在π-2π时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在R fz上得到的仍然是上正下负的电压；e2a对D1为反向电压，D1不导通（见图5-4（C）。
整流滤波稳压电路实验报告 一、整流电路 整流电路的关键问题是利用二极管的单向导电性，将交流电压变换成单相脉动电压。单相整流电路可分半波、全波、桥式、倍压整流等。由于半波整流电路只在电源的半个周期工作，电源利用率低，输出波形脉动较大，且电路简单。1、全波整流电路 如下图所示，全波整流是由两个单相半波整流电路组成的，变压器的二次线圈的中心抽头把U2分成两个大小相等，方向相反的U21和U22 图1 全波与桥式整流电路 工作原理：在正弦交流电源的正半周，VD1正向导通，VD2反向截至，电流经VD1，负载电阻RL回到变压器中心抽头0点，构成回路，负载得到半波整流电压和电流。 同理，在电源的负半周，VD2导通，VD1截止。电流经VD2，RL流回到变压器中心抽头0点，负载RL又得到半波电压和电流。在负载上得到的电压和电流波形图见图2a。
2、电感滤波电路 如果要求负载电流较大时，输出电压仍较平稳，则采用电感滤波电路。如下图所示。 电感线圈上的直流阻抗很小，所以脉动直流电压中的直流分量很容易通过电感线圈，几乎全部到达负载电阻RL，而电感对交流的阻抗很大，所以脉动电压中的交流分量很难通过电感线圈。由于电感和负载电阻串联，对交流分量可看成一个分压器，如果电感的感抗比负载电阻大很多，那么交流分量将大部分降在电感上，这样就可以将脉动较大的直流输出变为较平稳的直流输出。滤波后的波形见下图。 如果负载电阻一定，电感越大，输出电压波动越小，滤波效果越好。所以电感滤波一般用于负载变动较大，负载平均电流较大的场合。 3、复式滤波器 通过电容滤波或电感滤波，直流输出仍有或多或少的波动。在要求较高的场合，为得到更加平滑的直流，可采用复式滤波器。 1）LC滤波器
第6章整流与稳压电路习题 6.1 单相桥式整流电路 一、填空题： 1．整流是指将变换成的过程，整流电路中起整流作用的是具有性质的或。 2、把交流电变换成直流电的电路称为___________电路中,整流电路中起整流作用的是__________。 3、单相半波整流电路中滤波电容器的容量是_________,耐压是________,单相半波整流电路中滤波电容器的容量是_________,耐压是________. 4、将________变成_________的过程称为整流,在单相半波整流电路中,常见的整流形式有_________,________,________. 5.单相半波整流有载电路中，若U2=20V，则输出电压，UO=_____,IL_____, URM=_____。 6．在单向桥式整流电路中，如果负载电流是20A，则流过每只二极管的电流是 A。 7．硅二极管的正向压降约为 V，锗二极管的正向压降约为 V；硅二极管的死区电压约为 V，锗二极管的死区电压约为 V。 二、选择题： 1. 交流电通过整流电路后，所得到的输出电压是( )倍。 A.交流电压 B. 稳定的直流电压 C. 脉动的直流电压 D. 平滑的直流电压 2. 单相桥式整流电路的输出电压是输入电压的( )倍。 A.0.5 B. 1.2 C. 0.9 D. 1 3.桥式整流电路的输入电压为10V，负载是2Ω，则每个二极管的平均电流是( )。 A.9A B. 2.25 A C. 4. 5 A D. 5 A 4. 桥式整流电路每个二极管承受的反向电压是输入电压的( )倍。 A.2 B. 0.9 C .1.2 D. 0.45 5. 单相桥式整流电路中，如果一只整流二极管接反，则 ( )。 A.引起电源短路 B. 成为半波整流电路 C. 仍为桥式整流电路，但输出电压减小 D. 仍为桥式整流电路，但输出电压上升 6.在单相桥式整流电路中，整流二极管的反向电压最大值出现在二极管（）。A．截止时B．由截止转为导通时 C．由导通转为截止时D．导通时 7.在单相桥式整流电路中，每个二极管的平均电流等于输出平均电流的（）。A．1/4 B．1/2 C．1/3 D．2 8. 整流的目的是（）。 A.将交流变为直流 B.将正弦波变为方波 C.将低频信号变为高频信号 D．将直流变为交流信号 9. 某单相桥式整流电路，变压器二次电压为U2,当负载开路时，整流输出