单相桥式整流滤波电路仿真实验任务书

实验一单相桥式整流滤波电路

一、实验目的

（1）理解二极管全波整流电路的工作原理。

（2）了解各元件的工作性能和外形。

（3）观察单相桥式整流滤波电路的输入和输出电压波形。

（4）由单相桥式整流电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值，并与输入电压有效值进行比较。

（5）由单相桥式整流滤波电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值，并与输入电压有效值进行比较。

（6）由单相桥式整流电路输出电压峰值计算变压器副边电流有效值。

（7）测量全波整流电路中二极管两端的反向峰值电压。

（8）测量整流滤波电路输出脉动电压的峰-峰值。

（9）观察滤波电容接与不接对输出电压波形的影响，了解滤波电容的作用。

（10）观察滤波电容大小的变化对输出脉动电压的影响。

（11）观察负载电阻大小的变化对输出脉动电压的影响。

二、实验器材

虚拟实验设备

操作系统为Windows XP的计算机 1台

Electronics Workbench Multisim ～电子线路仿真软件 1套

示波器Oscilloscope 1台

硅桥MDA2501 1个

数字万用表1个

交流电压源1个

电阻（200Ω，2W）1个

电阻（1KΩ，2W）1个

电解电容（470μF，50V） 1个

电解电容（10μF，50V）1个

开关1个

实际工程实验设备

模拟实验箱1台

函数信号发生器1台

示波器1台

数字万用表1台

电阻（200Ω，2W）1个

电阻（1KΩ，2W）1个

电解电容（470μF，50V） 1个

电解电容（10μF，50V）1个

三、实验原理及实验电路

全波桥式整流电路有电阻负载时直流电压平均值U L与输入交流电压有效值U的关系为

U L=

桥式整流电路输出电压的脉动频率f0为交流电源频率f（=50Hz）的2倍，也等于交流电源周期T倒数的2倍，即

f0=2f=2/T

桥式整流电路中，每个二极管两端所加的反向峰值电压U m为交流电压有效值的2倍，

2U。

以保证安全选取整流二极管时最大反向峰值电压U Rm取2

整流滤波电路的平均直流输出电压U CL可用输出电压的峰值U P减去脉动电压峰-峰值U P-P 的一半来计算，即

U CL=（U P-U P-P）/2

在小电流输出的情况下，全波整流电容滤波电路（包括桥式整流电容滤波电路）的直流输出电压可估算为交流电压有效值的倍，即

U CL≈

实验电路如图1-1所示。

四、实验步骤

1、变压器副边输出的测量

建立如图1-2（a）所示的电路，双击数字万用表的图标，打开其面板，设置为交流电压档。单击仿真开关，进行仿真分析，观察XSC1示波器屏幕上的波形，如图1-2（b）所示。按下仿真暂停按钮，用游标测量波形的最大值。描绘波形曲线，记录测量的数值和数字万用表（图1-2（c））显示的数字，并与计算值比较。

图1-2（a）变压器副边输出测量电路

图1-2（b）变压器副边输出波形

图1-2（c）万用表测量结果显示

2、桥式整流电路

（1）建立如图1-3（a）所示的桥式整流滤波电路。按下“A“键，使图1-3（a）中的开关J1A处于打开位置，双击数字万用表的图标，打开其面板，设置为直流电压档。

（2）单击仿真开关，进行仿真分析，观察XSC1示波器屏幕上的波形，如图1-3（b）所示。按下仿真暂停按钮，用游标测量曲线的最大值与最小值。描绘波形曲线，记录游标测量的数字和万用表显示的数字，并与计算值比较。

3、整流滤波电路

（1）按下“A”键，使图1-3（a）中的开关J1A处于闭合位置，将电容C1接入电路，重复第2步实验。

（2）将电容C1的值改为10μF，重复第2步实验。

（3）将电容C1的值改为470μF，将电阻R1的阻值改为200Ω，重复第2步实验。

图1-3（a）桥式整流滤波电路

图1-3（b）桥式整流电路输出波形

图1-3（c）桥式整流滤波电路输出波形

五、思考题

（1）根据波形图说明桥式整流电路是全波整流还是半波整流

（2）桥式整流电路不带滤波电容时，电阻负载输出电压平均值与输入电压有效值之间存在什么关系式

（3）桥式整流电路加上滤波电容后输出电压的波形有什么变化电容C1和电阻R1的数值大小对输出电压的波形有何影响

（4）桥式整流器与半波整流器比较，输出脉动电压的频率与输入正弦电压的频率有何不同

（5）在坐标纸上画出单相桥式整流滤波实验电路图，用虚线分别标注出变压器、整流电路、滤波电路及负载各组成部分的电路；并根据实验测试结果，在各组成部分电路对应处分别画出波形图（注意标明波形图中各部分的坐标值）。

（6）根据实验测得的参数，计算表1-4中的各数据。