《电子技术基础》17§5―3 滤波电路(电容滤波)

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广东省机械技工学校文化理论课教案首页 7.5.1-10-j-01 科电子技术基础目第五章直流稳压电源授课日期 10 高汽修 3 班： 10 中汽修 8 班： 10 中制冷 1 班：课时 2 课题 §5—2 整流器件的选用二、硅整流堆（3.4.5） §5—2 滤波电路一、电容滤波电路班级 10 高汽修 3 班 10 中汽修 8 班 10 中制冷 1 班选教学目的使学生懂得 1. 硅整流堆的主要参数、检测及选用应注意的事项； 2. 电容滤波电路组成、原理、电路特点和有关参数计算用教具挂图重点 1.硅整流堆检测及选用应注意的事项 2.电容滤波电路组成、原理难点 1.硅整流堆的检测原理 2. 电容滤波原理教学回顾整流二极管的结构、外形、命名、主要参数、检测及选用应注意的事项；硅整流堆的结构、外形、命名说明审阅签名：年月日教学过程【组织教学】组织教学】 1. 起立，师生互相问好，营造良好的课堂氛围 2. 坐下，清点人数，指出和纠正存在问题【导入新课】入新课】 1. 教学回顾：整流二极管的结构、外形、命名、主要参数、检测及选用应注意的事项；硅整流堆的结构、外形、命名 2. 切入新课：整流二极管有其主要参数、检测方法及选用应注意的事项，整流堆也有其主要参数、检测方法及选用应注意的事项，我们都是应理解和掌握。

交流电经过整流而变成脉动较大的直流电，但大多数电子电路和设备需要脉动较小的直流电，故还要对经过整流的直流电作进一步“处理” ，这就是滤波。

本课我们来学习有关的知识。

【讲授新课】讲授新课】第五章直流稳压电源§5─2 整流器件的选用─ 整流器件的选用二、硅整流堆 3. 硅整流堆的主要参数硅整流堆的主要参数（2）正向平均整流电流 I F(AV 。

（1）额定反向峰值电压 U RWM ； 4. 桥堆及高压硅堆的检测☆极性提示：标有“～”符号的应接交流电源，标有“+”“-”符号的分别为正、负极输出。

、（1）单相、三相低压桥堆的检测表5—6 单相、三相低压桥堆的检测—单相、项目交流电源端黑表笔红表笔测试方法说明用 R × 100 挡或 R × 1k 挡测量，额定电流大于几百 mA 的二极管用 R ×1 当测量。

正、反向电阻都很大。

直流输出端（2）高压硅堆的检测黑表笔红表笔用 R × 100 挡或 R × 1k 挡测量，额定电流大于几百 mA 的二极管用 R × 1 当测量。

正向电阻比单只二极管大，反
向电阻很大。

高压硅堆内部是由多只高压整流二极管（硅粒）串联组成，检测时，可试用万用表的 R×10k 档测量其正、反向电阻值。

正常的高压硅堆，其正向电阻值大于200kΩ，反向电阻值为无穷大。

若测得其正、反向均有一定电阻值，则说明该高压硅堆已软击穿损坏。

如果用万用表检测不能得出准确的判断，可用兆欧表现万用表配合检测。

1 教学过程 1. 摇表（500V）、万用表、硅堆按如图所示联 + M? + V + M? V + 结，万用表用直流500V挡，由慢逐渐加快转速摇表至额定转速； 2. 分别读取测正向电阻和反向电阻时万用表的读数并作比较判断：（）两次读数都接近且大，则硅堆内部断路； 1 （2）两次读数都接近零，则硅堆内部短路；（3）两次读数相差很大，说明硅堆质量良好 a 测正向电阻 b）测反向电阻图5—13 用摇表和万用表检测高压硅堆 5. 硅整流堆的使用（1）认真阅读硅堆出厂说明书，使硅堆的使用环境、安装方式与冷却方式符合说明书的要求。

（2）硅堆说明书的各项参数都是电阻性数据，有的还与安装方式有关。

对于电容性的电感性负载，硅堆的整流数据应比负载额定电流高 20％；自冷整流堆如浸在绝缘油中使用，实际整流电流可增加一倍；如果环境温度超过 55 C ，每上升 10 C ，额定整流电流就应降低 1.1％。

（3）安装三十电机转轴上的旋转整流模块随转轴高速旋转，要安装牢固。

（4）硅整流堆安装在整流器上后，要定期检查与电路的连接是否完好，测试电压、电流是否符合规定，特别要注意清除散热器上的积尘和污垢，以保持良好的散热性能和极间的绝缘电阻。

（5）不允许用记自行白拆开整流器检查，组件损坏时，一般整体更换。

（6）对于输出功率较大的整流堆，必须安装过流和过压的保护器件。

§5—3 滤波电路—一、电容滤波电路1．电容滤波电路组成和工作原理电路组成在整流电路的基础上，加装起滤波作用的电容元件，就构成电容滤波电路，如图 5—13 + + + u2 o o uL + 电容充电时波形电容放电时波形 2U 2 0 t t1 V导通 C充电 V截止 C放电 t2 a 电路组成图5—14 电容滤波单相半波整流 b）电压波形电路原理（以忽略电源内阻和二极管压降来分析）：设u2 = U 2 m sin ωt ， t = 0 时电路接通。

当电源电压高于电容器极板上电压时，电源对负载 RL 供电和给电容器充电，如时间 0 ~ t1 期间；当电源电压低于电容器极板上电压时，通过电容器放电给负载 RL 供电，如时间 t1 ~ t2 。

因此，负载 RL 相
当于有二个电源供电，它得到的电压当然较大较平稳。

由于充电电路的内阻（只有电源内阻、导线电阻）很小，电容上的电压很快接近电源电压，L = uC ≈ u2 ， u 其最大值是 U 2m 。

负载 RL 由电源供电时，负载 RL 上的电压波形按相应时段的u2 = U 2 m sin ωt 变化，负载 t RL C RL 由电容供电时，负载 RL 上的电压波形按相应时段的 uC = U 2 m e 二极管导通时， C 充电、二极管截止时 C 放电，周而复始。

2.单相桥式整流电容滤波电路 2.单相桥式整流电容滤波电路 2 变化。

一个周期中二极管导通一次，教学过程电路组成在单相半波整流电路上加装起滤波作用的电容元件，就构成电容滤波电路，如图 5—14 u2 2U 2 u2 C充电时波形 C放电时波形 0 V1 V3 t1 四V止 t2 C放电 V2 V4 t3 通 t 通 a 电路图图—15 单相桥式整流电容滤波 b 负载电压波形 t0 ~ t1 期间， V1、V3 导通和 C 充电，充电电路的内阻很小，电容上的电压很快达到电源电压，u L = uC ≈ u2 ； t1 ~ t2 期间，电源正向电压小于电容上电压，四只二极管 V 都截止和 C 放电，u L = uC 。

一个周期中各有二个二极管串联导通一次，二极管导通时，电路原理（以忽略电源内阻和二极管压降来分析） C 充电、二极管截止时 C 放电，周而复始。

由于二极管的滤波作用和全波整流（实际是电容在二极管截止时的供电作用）负载电压脉动比半波整流电容滤波更小。

3. 电容滤波电路特点电容滤波电路特点①二极管通过的电流有电容充电电流和负载中电流，特别是因为电路中的充电电阻很小，浪涌电流很，故二极管的平均电流参数应留有足够的裕量；大 I F 可达 I L 的 5~7 倍左右）这对二极管造成很大的冲击，（②电容充电电压曲线按 uC = U 2 m e ④适用于负载电流较小的场合；⑤外特性差：在一定电容下，负载增大时（即电阻 RL 变小时），滤波效果变差。

3.有关参数计算有关有关参数计算见表 5—7 单相整流电容滤波电路电压、表 5—7 单相整流电容滤波电路电压、电流估算公式输入电流电压（有效值）输出电压 U L 开路时电压带负载时电压（估算）整流器件上电压、电流最大反向电压通过的电流 t RL C 函数变化， RL C 越大，电容充电电压曲线越平直；③半波整流电容滤波时二极管承受的最大反向电压较大，即U Rm ≈ 2U 2 。

整流形式 U Rm IF = IL = IL / 2 半波整流全波整流 U2 U2 2U 2 2U 2 U2 1.2U 2 ≈ 2 2U 2 = 2U 2 4.电容滤波电路时间常数 4.电容滤波电路时间常数 RL C
的确定为使电容放电时其电压降低缓慢，达到较好的滤波效果，一般要求 RL ≥ (10 ~ 15 1 ,故RLC ≥ (1.6 ~ 2.4T ωC 若取 RL C = 2T ，则对于半波整流电容滤波，放电后进入重新充电时电容器极间的电压为：≈ 0.71U 2 m （式中，取电容放电时间为 t = 2T ） 3 【例 5—5】在桥式整流电容滤波电路中，若要求输出电压为 6V ,负载电流为 60mA ,试选择合适的例uC = U 2 m e ≈ U 2me = U 2me 整流二极管和滤波电容。

解（1）整流二极管的选择 3 t RL C 2T 2×3T 1 3 教学过程电源变压器二次侧的电压： U 2 = UL = 6 = 5V 1.2 1.2 1 1 流过每只二极管的电流： I F = I L = ×60 = 30mA 2 2 每只二极管承受的最大反向电压： U Rm = (2选择滤波电容取 RL C = 2T ，得C = 2U 2 = 2 × 5 ≈ 7.1V 查晶体管手册，选择 2CZ82A 二极管（ I FM = 100mA , U RM = 25V ）2T = 2 × 0.02 = 0.0004 F = 400μ F RL 6 / 0.06 考虑预留一定的误差余量，故选择500 μ F /15V 的电解电容。

【课堂小结课堂小结】课堂小结
1. 硅整流堆的主要参数（1）额定反向峰值电压 U RM ；（2）正向平均整流电流
I F(AV 。

2. 在整流电路的基础上，加装起滤波作用的电容元件，就构成电容滤波电路。

有关参数如表 5—7 输入电流电压（有效值）输出电压 U L 开路时电压带负载时电压（估算）整流器件上电压、电流最大反向电压通过的电流整流形式U Rm ≈ 2 2U 2 = 2U 2 IF = IL = IL / 2 半波整流全波整流 U2 U2 2U 2 2U 2 U2 1.2U 2 【布置作业布置作业】布置作业《习题册》§5—2（硅堆参数、检测）、§5—3（半波整流电容滤波、全波整流电容滤波） 4 1。