單相橋式整流濾波電路的安裝跟調試分析.docx

課題四 單相橋式整流濾波電路的安裝與調試任務分析1、 掌握單相橋式整流濾波電路的工作原理。2、 了解單相橋式整流電路的器件選擇。3、 會用Multisim軟件對電路進行仿真。4、 掌握單相橋式整流濾波電路的安裝方法。5、 掌握單相橋式整流濾波電路的調試方法。一、 預備知識1、 交流電：電路中的電壓（電流）的大小和方向隨時間進行周期性變化的電壓（電流）稱為交流電，若遵循正弦規(guī)律變化則為正弦交流電。例如：常用的市電為單相正弦交流電，電壓為220，頻率為50HZ。2、 直流電：電路中的電壓（電流）的方向不發(fā)生變化的稱為直流電。例如：常用的AA干電池電壓為1.5V；鋰離子充電電池電壓為3.6V。3、 整流：將交流電轉換為直流電的過程。問題：根據所學器件討論什么器件能夠實現整流？4、 濾波：單相整流電路整流后的直流電為脈動直流電，其中仍包含有較多的交流成分，為保證電源質量需要濾除其中的交流成分，保留直流成分，將脈動變化的直流電變?yōu)槠交闹绷麟姺Q為濾波。問題：根據所學器件討論什么器件能夠實現濾波？5、 單相整流濾波電路：將電網220的單相交流電路進行整流、濾波，輸出平滑的直流電。6、常見整流電路：（1）單相半波整流電路 （2）單相全波整流電路 （3）單相橋式整流電路在整流濾波電路中，單相橋式整流電容濾波電路應用最為廣泛，本課題以此為例。二、單相橋式整流濾波電路的工作原理 （時間45分鐘）1、單相橋式整流濾波電路原理圖 圖一 單相橋式整流濾波電路原理圖 2、電路原理分析（1）在圖一中，當開關S1斷開，S2閉合時，電路為單相橋式整流電路。在變壓器次級交流電壓u2為正半周時，即A+B-時，二極管V2、V3導通，V1、V4截至。電流流過的路徑是：從A 點出發(fā)，經二極管V2、負載R2，再經V3回到B 點。如圖實線所示。若忽略二極管的正向壓降，可以認為R2上的電壓u0u2。當u2為負半周，即A-B+時，二極管V1、V4導通，V2、V3截至。電流的通路是從B 點出發(fā)，經V4、負載RL、V回到A點。如圖一中虛線所示。若忽略二極管的正向壓降u0= -u2。從圖上看出，無論u2的正、負半周如何變換，流經RL的電流方向始終不變，即由C D 。四只二極管中對應橋臂上的兩只為一組，兩組輪流導通。在負載上，即可得到全波脈沖的直流電壓和電流。因為這種整流屬于全波整流類型。其波形如圖二所示演示:課堂上用大型示教板演示。接上示波器觀察UCD 的波形。如圖二單相橋式整流電路在負載RL得到的波形是全波脈沖直流電，其中負載RL上的全波直流電壓平均值u0=0.9 u2 （u2為變壓器次級電壓有效值）而流過的平均電流IL= u0/RL實操演習：挑選兩名學生在示教板上演示，并用萬用表（數字萬用表）進行電壓、電流測量。（2）當開關S1和S2都閉合，接上電容C 后，電路為單相橋式整流電容濾波電路。演示：在大型自制的示教板上演示。測量：讓學生在示教板上測量出單相橋式整流電容濾波電路上的電壓和電流的數值，并記錄在表一中。表一整流電路形式輸入交流電壓整流電路輸出電壓整流器件上電壓和電流負載開路時電壓帶負載時電壓橋式整流u2u21.2 u2最大反向電壓URM= u2電流IF=IL最大反向電壓URM 可用示波器估測。三 EWB（Multisim）軟件仿真 （時間45分鐘）在學校電子實訓工作臺的配套電腦中，都安裝有NL公司的（Multism8.0）軟件。安排學生分組上機進行電路仿真，充分利用軟件資料進行教學，能夠激發(fā)學生的學習興趣，促進實訓課堂教學的多媒體化，拓展學生的視野。1、 用投影儀演示仿真過程。2、 強調儀器的選擇和“ ”的位置確定。四 單相橋式整流濾波電路的安裝與調試 （時間8個學時）1、電路器件參數的選擇（1） 根據負載參數選擇變壓器1）變壓器輸出電壓 U2= u0/1.22）變壓器輸出電流 i2IL因本例中RL很大，可以不考慮輸出電流，但為了實驗安全，故選擇容量為35VA、輸出220V輸出15V、電流2A的通用型變壓器。（2） 整流二極管的選擇URM（1.52.5）u2 URM：二極管最大反向擊穿電壓IM（11.5）IL IM：二極管最大正向工作電流（3） 濾波電容容量C（35）注：如果需要精確計算用公式： :紋波系數耐壓（11.5）u2 若取=7%，負載電流為1A，則C2200F。對于維修電工，必須學會電路元件參數的選擇，為今后工作中電路維修時選擇替換元件做資料儲備。2、工具、儀表及器材（1） 工具、儀表示波器、數字萬用表、常用電子工具（2） 器件表二名稱規(guī)格數量變壓器，只二極管1，只電解電容2200只電阻器K/0.25W1只熔斷器0.50.只只萬能實驗板每人一塊單刀單擲開關（可以不用）只3、電路的安裝基本操作工藝描述：對照上述器件，選取元件并用萬用表測判器件。質量清除元器件氧化層并搪錫連接導線搪錫對照電路原理圖在萬能板上合理布局安裝電路元件焊接電路元件清掃現場。（） 根據表二，配齊元器件，并用萬用表檢查元件的性能及好壞。（） 清除元件的氧化層，并搪錫。（對已進行預處理的新器件不搪錫）（） 剝去電源連線及負載連接線端的絕緣，清除氯化層均加以搪錫處理。（） 合理布局電路元器件。（） 安裝二極管、電解電容并注意極性。（） 元器件安裝完畢，經檢查無誤后，進行焊接固定。4、調試基本調試步驟： 安裝電源 檢查各元器件的焊接質量 通電調試 測量（） 將變壓器次級引入萬能線路板上并焊接，變壓器的初級220引線端通過密封型保險絲座和電源插頭線連接。（） 檢查各元器件有無虛焊、錯焊、漏焊及各引線是否正確、有無疏漏和短路。（） 接通電源，觀察有無異常情況，將開關S1（可用短接線代替）和S2處在各種狀態(tài)時，用萬用表測量輸出、輸入電壓并進行記錄。（） 輸出電壓不正常進的故障現象及原因如表三所述：故障現象故障原因輸出電壓不穩(wěn)定檢查電源電壓是否補動，輸出電壓應隨輸入電壓上下波動。輸出電壓為13.5V左右濾波電容虛焊、開路或損壞。輸出電壓為6.7V左右說明除濾波電容脫焊或損壞外，整流二極管某個臂脫焊或開路。輸出電壓為0V變壓器初、次繞組開路，或熔斷器熔斷，或電源與整流橋未接好。接通電源后，熔絲立即熔斷電源變壓器初次級繞組已短路，或初次級裝反，或整流橋中二極管一個極性裝反，或濾波電路短路，或負載電陰短路。此時應立即切斷電源，查明原因。僅FU1熔斷：故障在變壓器，若FU1、FU2同時熔斷，故障在二次側部分，重點檢查二極管及輸出有無短路情況。（5）示范操作：安排實習，先仿真，再實操。（6）檢查學生元器件測量、安裝、焊接的過程，發(fā)現問題及時糾正。（7）電路調試要在老師的指導下進行，先自檢、互檢、老師檢查后再通電，確保安全。思考題：A. 一個二極管反相可能出現什么問題？B. 一個二級管開路可能出現什么現象？C. 電解電容接反可能會出現什么問題？五、課題考核1、訓練考核內容：組裝單相橋式整流電容濾波電路并進行調試。電路如圖三所示圖三是在圖一的基礎上增加了R和C2構成型濾波電路，使輸出紋波更小。2、工具、儀表、儀器及器材。（1）工具及儀器、儀表：示波器、萬用表、常用電子工具。（2）器材： T：220/15 35VA C1：1000F/35V C2：1000F/35V V1V4：IN4001 4只 R：51/1W RL：1K/0.25W FU1：0.5A/250V 1只 FU2：0.05A 1只 萬能板 55050 一塊3、評分標準序號項目內容評 分 標 準配分扣分得分1電路安裝接線接線不正確，每處扣20分35布局布局不合理扣510分10排列排列不整齊扣35分5焊點（） 焊點粗糙扣510分（） 虛焊、漏焊、錯焊每處扣1015分202調試電壓（） 測量電源電壓量程置錯扣10分（） 測量直流電壓量程置錯扣10分203安全文明生產每一項不合格扣4分104時間2h（不許超時）每超10分鐘扣5分（總分中扣）合計教師簽名：年 月 日 4 、考核步驟（） 準備好常用的電子工具。（） 根據器件要求，準備好相應的元器件。（） 合理布局電路元件，并進行插接。（） 按照五步焊接法進行焊接。（） 經學生五檢、老師復檢后，通電進行調試，用萬用表測量出輸入、輸出電壓并記錄。提示：1、二極管和電阻采用臥式安裝。2、焊接元件時，可利用鑷子捏住元件引腳，這樣既方便焊接又有利于散熱。3、萬能板上焊盤氧化后，要處理好再焊接。4、不可出現虛焊、假焊、錯焊、漏焊現象，