单相桥式整流、滤波电路教案

课题：单相桥式整流、滤波电路

课型：讲练结合

一、学习目标

（一）职业技能：

1．掌握电路接线的基本技能，能完成单相整流滤波电路的搭建

2．学会用示波器观察单相桥式整流、滤波电路电压波形并比较整流与滤波前后的波形。

3．能正确使用双踪示波器和万用表完成对单相整流滤波电路的测试

（二）职业知识：

1．理解整流的含义，熟悉几种典型的整流电路2．理解整流电路的工作原理，熟练掌握其相应的计算及二极管的选用原则

3．理解滤波的概念，了解常用的滤波方式

4. 理解电容滤波的工作原理，掌握滤波电容的选择要求（三）职业道德与情感：

1 通过电路接线与搭建，提高学生排除常见故障的能力

2. 提高学生分析问题和解决问题的能力

二、工作任务单

【任务一】单相整流滤波电路的接线搭建

【任务二】单相整流电路的分析

【任务三】单相整流电路的测试

【任务四】单相整流滤波电路的测试和识读

三、预备实践知识

1．电路接线的基本技能

2．双踪示波器和万用表的使用方法

四、预备理论知识

1．整流的含义及整流电路的工作原理

2．滤波的概念和滤波电路的工作原理

3．二极管和滤波电容的选用原则

五、教学重点、难点：

重点：单相桥式整流、滤波电路的工作原理与参数计算

难点：单相桥式整流、滤波电路的工作原理

六、【知识回顾】

1. 二极管的特性是________________。

2. 理想二极管是指__________________。

3. 单相半波整流电路变压器次级输出电压U2和负载的电压U0的关系是什么？

七、教学过程：

引子：上一堂课我们讲述了单相半波整流滤波电路，大家发现半波整流，只能整出上半个波形，电源利用率低，脉动大,效果不是很好，脉动虽有所减少，但依然存在，那么怎样才能提高电源的利用率呢？如

何将变压器次级绕组输出电压的负半周也利用起来呢？

（通过提问引出本堂课的课题） 一、单相桥式整流电路

【任务一】单相整流电路的接线与搭建 注意事项：二极管和电容的极性不能接反

ωt

2U ωt

2U ωt ωt

2

2U -

教师引导测试，学生协作完成

★桥式整流中二极管的连接方式：

“一正一负接交流，同正同负接负载；同正为负，同负为正”

通过试验我们看到正弦波的下半波翻转到了上面，为什么会出现这样的试验结果呢？接下来我们分析一下电路的工作原理。

【任务二】单相整流电路的分析（flash演示）

①当u2正半周（即A端为正，B端为负）时，二

极管V1、V3正偏导通，

导电路径为：A端→V1→R L→V3→B端，电流i L 自上而下流过R L，产生电压u L。

②当u2负半周（即A端为负，B端为正）时，二

极管V2、V4正偏导通，

导电路径为：B端→V2→R L→V4→A端，电流i L 自上而下流过R L，产生电压u L。

由此可见，一个周期内，V1、V3和V2、V4轮流导通，在负载上得到正负半周都有单一方向的脉动的直流电压U L，因此称为全波整流。

波形分析：

教师运用仿真软件演示波形，让学生加深理解，学生根据所观察到的波形描绘于图

那么输出电压跟输入电压有什么关系呢？接下来我们来看看各个量的关系。 【任务三】单相整流电路的测试

1) 整流输出电压平均值

ωt

ωt

ωt

ωt I m u D i D = i 2

2U 2

2U U

2-

2) 二极管平均电流

3) 二极管最大反向电压

提问同学:这个试验发现整流得到的波形是否平滑,让学生思考应该想什么办法来使波形变得平滑,从而引出单相桥式整流滤波电路并得出其电路图。

【任务四】单相整流滤波电路的测试和识读

⑴电路图（负载两端并接电容，学生协作完成测试，教师巡回指导）

我们看到加上一个电容以后，波形比半波整流滤波电路变得更加平缓，那么为什么会有这样的试验结果呢？下面我们分析一下它的工作原理。

⑵工作原理

与半波整流滤波电路相比,由于电容的充放电过程缩短, 因为电源电压半个周期重复一次,因此输出电压的波形更为平滑, 输出的直流电压幅度也更高些。

同样，放电时间常数τ=R L C，在R L不变的情况下，C越大，τ越大，则电容C放电较慢，波形越平滑。

⑶参数的估算

（4）元器件选择：现有一单相桥式整流电容滤波电路，由220V、50Hz的交流电源供电，要求输出直流电压为200V，负载电流为400mA，试选择整流二极管，确定滤波电容的大小。

二、单相整流滤波电路的识读

教师引导学生识读电路，学生了解电路的组成和适用场合

1.电容滤波器——电容与负载并联 适用场合：常用于负载电流较小的场合。

2. 电感滤波器——电感与负载串联

适用场合：常用于负载电流较大并经常变化的场合。 3. 复式滤波器——滤波效果较前两者好

三．结论（教师引导为主，学生思考并记录） ① 滤波的作用：

② 电容滤波器中电容与负载_______，（串联/并联）利用电容的_________特性来工作的。

L

R L

R L

L

【知识扩展】桥式整流滤波电路的故障分析

在单相桥式整流电路中，

1.如果有一只二极管断路，电路会出现什么现象？

2.如果有一个二极管短路，电路会出现什么现象？

3.若有一个反接，电路又会出现什么问题？

结论：

1.电路正常工作时，是单相桥式整流滤波电路（有载），U O ＝1.2U 2

2.R L 断开时，是单相桥式整流滤波电路（空载），

3.C 断开时，是单相桥式整流电路，U O ＝0.9U 2

4.V 2断开时，是单相半波整流滤波电路，U O ＝U 2

5.V 2、C 同时断开时，是单相半波整流电路 ，U O ＝0.45U 2 例析：桥式整流滤波电路如下图所示，已知u 2=20V ，R L =47Ω,C=1000μF 。现用直流电压表测量输出电压U O ，问出现以下几种情况时其U O 为多大？

（1）电路正常工作时； 1.22024O U

V =⨯= （2）R

L 断开时；O U

= （3）C 断开时；0.92018O U

V =⨯= （4）V 2断开时；20O U

V = （5）V 2、C 同时断开时。0.45209O U V =⨯=

课堂小结: