单相桥式整流、滤波电路教案

单相桥式整流、滤波电路教案
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。

单相桥式整流电路教学及反思

单相桥式整流电路由于其优点突出、实用性强,在生活及实践中得到了广泛的应用,它也是中职教材《电子技术基础与技能》的重点内容。本人从事电子专业教学十多年,对该内容的教学想谈谈自己的见解。 一、教材的处理和创新:在“理实一体”和“任务驱动”模式的指导下,将本节内容设置成一个任务:桥式整流电路的搭建与测试,需两课时完成。以手机充电器为载体将该任务分解成识一识、连一连、做一做、测一测四个子任务,以“任务驱动、行动导向”来完成本课任务。 二、教学目标: 1.知识目标:掌握单相桥式整流电路的组成、特点和应用;理解单相桥式整流电路的工作原理。 2.能力目标:会识读桥式整流电路原理图;会根据电路图搭建电路;会用合适的仪器进行测试。 3.情感目标:增强学生专业学习的自信心和求知欲,获得成功的喜悦;培养学生团队协作精神以及严谨、细致、规范的职业素养。 三、教学重点、难点:桥式整流电路的连接规则,搭建并测试桥式整流电路;如何理解桥式整流电路的工作原理。 四、教学策略:主要采用任务驱动、直观演示、体验探究、小跨步教学和对比讨论等教学方法。 五、教学过程: 1.创设情境,引出任务。播放一段视频:一位男士正在家里用手机通话,突然手机没电了,他一脸无奈,但很快他拿出手机充电器插上电源又继续开始通话。看完视频,我结合手机充电器实物(投影展示电路板图片),问:这里面的元器件大家认识吗?我请一位学生说出图中各种元器件的名称,并将该电路的组成器件与之前学过的半波整流电路作一个比较,然后得出该电路有别于半波整流电路,顺理成章地导入新课。 2.任务引导,探索新知。为了降低难度,便于任务的实施,我将任务进行了分解。 (1)识一识。首先,用ppt展示桥式整流电路的电路图,要求学生观察并以大组(六人一大组)为单位讨论四个整流二极管是如何与电源变压器和负载相连的。从“个数”和“极性”两个方面做了引导,四个二极管在与变压器的两个抽头和负载两端相连时,每一头上接了几个二极管?与电源变压器每一抽头相连时,二极管的极性有何特点?与电阻相连时又有何特点?学生们通过观察、讨论得出“两两相连、源反阻同”的连接规则。 (2)连一连。按照实验模板上元器件的位置排布,要求学生以大组为单位讨论后得出连接图,每组派一位代表上台通过实物投影展示并讲解给其他同学听,以达到共同学习、共同进步的目的。 (3)做一做。要求学生按照上面的连接图在实验模板上搭建一个桥式整流电路,这次以两人一小组为单位进行实践操作。电路搭建好之后,我让各组交叉评判改正后接上交流电源,教师检查无误后才通电。这样做是为了让学生养成胆大心细、严谨有序的职业素养,体现安全第一的岗位原则。 (4)测一测。先利用仿真软件演示一下电路与仪器仪表的连接以及示波器上显示的输入输出波形,然后让学生按照学案上的测量要求去进行测试并做好记录。测试完毕后,让学生以大组为单位,交流他们的测试结果,并对比半波整流电路的输出波形,讨论桥式整流电路有哪些优点。 通过实验,学生知道了桥式整流属于全波整流,引导学生产生质疑:为什么桥式整流能把交流电转化成全波脉动直流电?我们能不能用所学的知识来解释这种现象?借助于ppt动画演示,由学生在教师的引导下分析归纳桥式整流电路的工作原理。 3.拓展应用,延伸知识。桥式整流电路由于其电源利用率高、输出电压大、波形脉动小等优点,得到了广泛的应用,可让学生结合生活实际,举例介绍桥式整流电路的几个应用。

单相桥式整流电路实验

课题单相桥式整流电路执教者教学时间40×2分钟 教学方法启发讲授、项目示范、练习巩固教学用具黑板/粉笔,投影,二极管整流电路示范装置,交流电源调节器,通用双踪示波器,万用表 教学目的通过对单相桥式整流电路原理的理解,能够正确的使用和安装单向桥式整流电路或桥堆(1)根据二极管的单向导电性正确判断桥中二极管的导通、截止状态,并用波形表示;(2)使用示波器分析工作中电路的波形,正确判断桥及桥中二极管的工作情况是否正常;(3)使用万用表对桥的输入、输出电压进行测量、监控,掌握桥的输入、输出关系;(4)根据要求正确地选择二极管或集成的桥堆; (5)正确安装整流桥并接入电路,注意好的职业习惯的培养; 教学重点单向桥式整流电路原理的理解及电路安装 教学难点(1)桥中各桥臂二极管的工作情况分析;(2)整流桥中二极管参数的选择; (3)二极管在整流电路安装时的操作要点。 教学过程 项目内容备注 导入:8min 1、二极管的单向导电性; 2、单向半波、全波整流电路的优劣特点 使用万用表和示波器 对相关内容进行复习。

教学过程( 续) 新 课: 65 min 单相桥式 整流电路 原理 (35min) 1、用不同颜色的发光二极管代替普通的整流二极管组成桥式整流电路,正确接入电 路,演示二极管整流过程。 2、将双踪示波器分别接入相邻、相对两桥臂,观察其变化过程。(1、2共18min) 3、使用万用表对其输入、输出电压进一步跟踪,调节输入电压的大小,测量输出电 压,发现它们之间的数量关系。(14min) 4、师生对上述过程进行分析,探究上述现象形成的原因。(3min) 运用模块式任务导向 教学原理,展开教学, 以突出重点、分化难 点。 器件的选 择与电路 安装 (30min) 1、根据上述原理分析,获得二极管桥式整流电路中二极管上承受最大反压、流过二 极管整流电流值与整流桥交流侧输入电压的关系,从而理解该电路在选择二极管时 所采用的经验式。 2、示范练习并指导学生根据需要选择二极管,并将其正确接入电路。 注意事项 电路安装时,一定要认准交流侧“阴阳-阴阳”串联,直流侧“阴阴-阳阳”并联; 测试桥式整流电路输入、输出电压时要注意万用表使用安全; 测试信号波形时,因测试探头“公共接地”端在测试中的作用,在测试时为了分析方便,当测试扫描一旦确 定,在进行输出、管压降测试时,不要再次调节该参数。 课堂总结及作 业布置(5min) 总结本教学单元的重点,巧妙设置问题考查学生的掌握程度,同时提出思考,为进入滤波电路学习做好铺垫。课堂答疑(2 min)针对本教学单元内的相关问题,课堂上回答学生的疑问,并对比较集中的、非常规性的问题在全班进行解释。教学反思(附后) 2

单相桥式全控整流电路Matlab仿真

单相桥式全控整流电路 M a t l a b仿真 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

目录( ( (3 4 6 8 单相桥式全控整流电路仿真建模分析 一、实验目的 1、不同负载时,单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。 2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真,并分析其波形。 二.实验内容

(一)单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) 1.电路的结构与工作原理 电路结构 单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图(截图) 工作原理 用四个晶闸管,两只晶闸管接成共阴极,两只晶闸管接成共阳极,每一只晶闸管是一个桥臂。 (1)在u2正半波的(0~α)区间: 晶闸管VT1、VT4承受正压,但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个晶闸管的漏电阻相等,则==1/2 u2。 (2)在u2正半波的ωt=α时刻: 触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通,负载上有电压(u d=u2)和电流输出,两者波形相位相同且=0。此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上,使其承受反压而处于关断状态,则=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4—直导通到ωt=π为止,此时因电源电压过零,晶闸管阳极电流下降为零而关断。 (3)在u2负半波的(π~π+α)区间: 晶闸管VT2、VT3承受正压,因无触发脉冲,VT2、VT3处于关断状态。此时,==1/2 u2。 (4)在u2负半波的ωt=π+α时刻: 触发晶闸管VT2、VT3,元件导通,电流沿b→VT3→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通,电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上,负载上有输出电

(完整版)整流滤波电路实验报告

整流滤波电路实验报告 姓名:XXX 学号:5702112116 座号:11 时间:第六周星期4 一、实验目的 1、研究半波整流电路、全波桥式整流电路。 2、电容滤波电路,观察滤波器在半波和全波整流电路中的滤波效果。 3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值。 4、初步掌握示波器显示与测量的技能。 二、实验仪器 示波器、6v交流电源、面包板、电容(10μF*1,470μF*1)、变阻箱、二极管*4、导线若干。 三、实验原理 1、利用二极管的单向导电作用,可将交流电变为直流电。常用的二极管整 流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。 2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C,构成电容滤 波电路。整流电路接入滤波电容后,不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小,同时输出电压的平均值也增大了。 四、实验步骤 1、连接好示波器,将信号输入线与6V交流电源连接,校准图形基准线。 2、如图,在面包板上连接好半波整流电路,将信号连接线与电阻并联。

3、如图,在面包板上连接好全波整流电路,将信号输入线与电阻连接。

4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容,将信号接入线与电容并联。 5、如图,选择470μF的电容,连接好整流滤波电路,将信号接入线与电阻并联。 改变电阻大小(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω)

200Ω100Ω50Ω

25Ω 6、更换10μF的电容,改变电阻(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω)200Ω 100Ω

50Ω 25Ω 五、数据处理 1、当C 不变时,输出电压与电阻的关系。 输出电压与输入交流电压、纹波电压的关系如下: avg)r m V V V (输+= 又有i avg R C V ??=输89.2V )(r 所以当C 一定时,R 越大 就越小 )(r V avg 越大 输V

单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计

学号:2011551917 湘潭大学 课程设计 题目单相全控桥式晶闸管整流电路设计 学院信息工程学院 专业自动化专业 班级自动化4班 姓名严梦宇 指导教师兰志勇 2014 年 5 月19 日

课程设计任务书 学生姓名:严梦宇专业班级:自动化4班 指导教师:兰志勇工作单位:湘潭大学 题目: 初始条件:单相全控桥式晶闸管整流电路的设计(阻感负载) 1、电源电压:交流100V、50Hz 2、输出功率:500w 3、移相范围0°~90° 摘要 本次课程设计只要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。首先对几种典型的整流电路的介绍,从而对比出桥式全控整流的优点,然后对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计,包括主电路,触发电路,保护电路。主电路中包括电路参数的计算,器件的选型;触发电路中包括器件选择,参数设计;保护电路包括过电压保护,过电流保护,电压上升率抑制,电流上升率抑制。之后就对整体 电路进行Matlab仿真,最后对仿真结果进行分析与总结。 关键词:单相全控桥、晶闸管、整流 单相桥式全控整流电路 电路简图如图: 单相桥式全控整流电路 此电路对每个导电回路进行控制,无须用续流二极管,也不会失控现象,负

载形式多样,整流效果好,波形平稳,应用广泛。变压器二次绕组中,正负两个半周电流方向相反且波形对称,平均值为零,即直流分量为零,不存在变压器直流磁化问题,变压器的利用率也高。 而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小,功率因数高,变压器二次电流为两个等大反向的半波,没有直流磁化问题,变压器利用率高的优点。相同的负载下流过晶闸管的平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍,在均电流减小一半;且功率因数提高了一半。 系统流程框图 根据方案选择与设计任务要求,画出系统电路的流程框图如图1-5所示。整流电路主要由驱动电路、保护电路和整流主电路组成。根据设计任务,在此设计中采用单相桥式全控整流电路带阻感性负载。 系统流程框图 主电路的设计 主电路原理图如图1-6所示 主电路原理图 输入 过电流保护 整流主电路 过电压保护 驱动触发电路 输出

单相桥式整流电路-教案

单相桥式整流电路》授课教案 授课班级】电气技术应用专业11 春电气班 学生人数】52 人 教材】校本教材《实用电工电子》 教学内容】《单相桥式整流电路》 授课形式】课堂教学 授课时间】 2 个课时 教材分析】 本节课选自校本教材第十章第二节《单相桥式整流电路》,整节教学分两个课时完成,整流电路是二极管最基本的应用电路,也是电子技术中最基本的电路之 一。学好这节课对学习直流稳压电源电路至关重要。学生掌握了本章节的内容能够为下一步学习滤波电路和直流稳压电源奠定基础。在教材中起到承上启下的作用。单相桥式整流电路是整流电路中的一种,由于其优点明显,实用性强,在大、中、小型各种实际电路中都有十分广泛的应用。 二、【学情分析】 存在的问题: 1.学生为初中毕业,年龄在15-17 周岁之间,学习态度不够端正,没有良好的学习习惯,缺乏必要的探索研究问题的能力。 2.学生基础知识薄弱,对电路工作原理难以理解,容易产生厌倦。 解决的方法: 1.从学生熟悉的应用(直流稳压器、手机充电器等)入手,激发学生的学习兴趣。 2.提高课堂吸引力,采用动画演示和动手实验等方法,尽可能的让学生动手、动脑,提升他们理解问题的能力,与他人合作的能力。 三、【教学目标】 1、知识目标:掌握单相桥式整流电路各种元器件的图形与文字符号,并能画出电路

图、波形图,简述其工作原理。培养学生动脑的能力、观察的能力,逐步养成科学的归纳分析能力. 2、能力目标:通过在教师指导下的自主学习,学生学会分析单相桥式整流电路工作原理,学会能应用桥式全波整流电路解决简单问题。 3、情感目标:通过对单相桥式整流电路的分析、探究,保持良好的求知欲,乐于探索规律,让学生体验学习过程的快乐,保持学习电子技术基础课程的热情,培养学生的团队协作精神。 四、【教学重点和难点】 重点: 1.单相整流电路的组成; 2.单相整流电路的工作原理。 难点: 1. 对单相整流电路的工作原理的理解。 2. 二极管两个参数的计算以及电路波形分析 重点难点突破方法:采用多媒体教学法(动画与视频)、实验操作来解决课程中出现的重点与难点。 五、【教学方法设计】 教法学法:采用“探究性实验教学”,实验演示——观察现象——得出结论,引导学生进行探究式学习,能充分激发学生的好奇心和求知欲,调动学生学习的积极性。并充分运用多媒体动画演示和提问等交互手段,达到突出重点突破难点的目的。 课前准备:220V交流电源、单相变压器、二极管4个、电阻1个、万用表1 块、导线若干、示波器、投影仪. 六、【教学过程和步骤】

单相桥式全控整流电路

单相桥式全控整流电路 一、原理 图1.1为单相桥式全控整流带电阻电感性负载,图中DJK03是装置上的晶闸管触发装置。假设电路已工作于稳态。 在u2正半周期,触发角α处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通,ud=u2。负载中有电感存在时负载电流不能突变,电感对负载电流起平波作用,假设负载电感很大,负载电流id连续且波形近似为一水平线,u2过零变负时,由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id,并不关断。至ωt=π+α时刻,给VT3和VT2加触发脉冲,因VT3和VT2本已承受正电压,故两管导通。VT3和VT2导通后,u2通过VT3和VT2分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断,流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT3和VT2上,此过程成为换相,亦称换流。至下一周期重复上述过程,如此循环下去,其平均值为Ud=0.9U2。 图1.2为单相桥式有源逆变电路实验原理图,三相电源经三相不控整流,得到一个上负下正的直流电源,供逆变桥路使用,逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器反馈回电网。图中的电阻Rp、电抗Ld和触发电路与单相桥式整流电路相同。 产生有源逆变的条件如下: (1)要有直流电动势,其极性需和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压。 (2)要求晶闸管的控制角α>π/2.,使Ud为负值。 两者必须同时具备才能实现有源逆变。 二、实验内容 (1)单相桥式全控整流电路带电阻性负载。 (2)单相桥式有源逆变电路带电阻电感性负载。 (3)有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。 (4)单相桥式整流、单相桥式有源逆变电路带电阻电感性负载时MATLAB的仿真。 三、实验仿真 1.带电阻电感性负载的仿真 启动MATLAB,进入SIMULINK后新建文档,绘制单相桥式全控整流电路模型,如图1.3所示。双击各模块,在出现的对话框内设置相应的参数。

单相桥式全控整流电路课程设计

目录一设计目的 1 二设计任务 1 三设计内容与要求 1 四设计资料及有关规定 五设计成果要求 5.2课程设计方案的选择 5.2.1整流电路 5.3主电路的设计 5.3.1系统总设计框图 5.3.4晶闸管基本参数 5.3.4.1 动态特性 5.3.4.2晶闸管的主要参数说明 5.3.4.3晶闸管的选型 5.3.5变压器的选取 5.3.6 性能指标分析 5.4触发电路和保护电路的设计 5.4.1触发电路 5.4.2保护电路的设计 5.4.2.1 主电路的过电压保护电路设计 5.4.2.2主电路的过电流保护电路设计 5.4.2.3电流上升率、电压上升率的抑制保护5.6设计总结

单相全控晶闸管整流电路课程设计 一 设计目的 (1)培养综合应用所学知识,并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力; (2)较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌整流电路设计的基本方法。 (3)培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力; (4)培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 二 设计任务 (1)进行设计方案的比较,并选定设计方案; (2)课程设计的主要内容是主电路的确定,主电路的分析说明 主电路元器件的计算和选型,以及控制电路的设计; (3)完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择; (4)完成驱动电路的设计,保护电路的设计; 三 设计内容与要求 负载为电阻电感性负载:L=700mH,R=500欧姆 技术要求:电网供电电压为单相220V,50赫兹,输出电压为100V, 输出功率为1000W 设计技术要求: (1)电源电压:交流100V/50Hz (2)输出功率:500W; (3)移相范围:0~90度。 。

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_________________ O 2.理想二极管是指___________________ o 3.单相半波整流电路变压器次级输出电压和负载的电压U。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

单相桥式全控整流电路设计说明

电子技术课程设计说明书 单相桥式全控整流电路设计 学生姓名:学号: 学院:计算机与控制工程学院---- 专业:电气工程及其自动化------ 指导教师:李静李郁峰--------- 2016年 1 月

目录 1引言 (1) 1.1整流电路 (1) 1.2整流电路的发展与应用 (1) 2 课程设计目的与要求 (1) 2.1课程设计目的 (1) 2.2课程设计的预备知识 (2) 2.3 课程设计要求 (2) 3元器件的选择 (2) 3.1晶闸管 (2) 3.1.1晶闸管的结构 (2) 3.1.2晶闸管的工作原理图 (2) 3.1.3晶闸管的门极触发条件 (3) 3.1.4晶闸管的主要参数说明 (3) 3.2 可关断晶闸管 (4) 4电路的结构与工作原理 (5) 4.1电路结构 (5) 4.2 工作原理 (5) 4.3基本数量关系 (5) 5 MATLAB仿真 (6) 5.1 MATLAB软件介绍 (6) 5.2 系统建模与参数设置 (6) 5.2.1 仿真图形 (6) 5.2.2模型参数设置 (7) 5.3 仿真结果与分析 (8) 6 结论 (9) 参考文献 (9) 致谢 (9)

1引言 1.1整流电路 整流电路是电力电子中出现最早的一种,它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。大多数整流电路由变压器.整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速,发电机的励磁调节,电解,电镀等领域得到广泛应用。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中交流成分。变压器设置与否是具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。可以从各种角度对整流电路进行分类,主要的分类方法有:按组成的期间可分为不可控,半控,全控三种;按电路的结构可分为桥式电路和零式电路;按交流输入详述分为单相电路和多相电路;按变压器二次侧的方向是单向还是双向,又可分为单拍电路和双拍电路。 1.2整流电路的发展与应用 电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用。1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,引发了电子技术的一场革命;70年代后期,以门极可关断晶闸管(GTO).电力双极型晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(power-MOSFET)为代表的全控型器件发展迅速,把电力电子技术推上一个全新的阶段;80年代后期,以绝缘极双极型晶体管(IGBT)为代表的复合型器件异军突起,成为了现代电力电子技术的主导器件。另外,采用全控型器件的电路的主要控制方式为PWM脉宽调制式,后来,又把驱动,控制,保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC),随着全控型电力电子器件的发展,电力电子电路的工作频率也不断提高。同时,电力电子器件的开关损耗也随之增大,为了减小开关损耗,软开关技术应运而生,零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)把电力电子技术和整流电路的发展推向了新的高潮。 2 课程设计目的与要求 2.1课程设计目的 “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上,对课程所学理论知识的深化和提高。因此,通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的: (1)培养综合应用所学知识,并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的

单相半波整流电路教案 - 1

单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中,单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路、 教学重点和难点 单相半波整流电路的工作原理分析,输出电压极性和波形分析及负载直流电压电流的计算。 (一):师生互动环节(教师展示手机充电器对锂电池充电过程) 师:同学们我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪里得来的呢? 生:是手机充电器供给的(学生异口同声的回答) 师:是的。充电器直接引入的是市电220V,50H Z的交流电能,而手机锂电池需要存储的是低压直流电能,那么请同学们思考下充电器是如何给锂电池充电的呢? 生:先降压后变换(少数学生能回答) 换成脉动的低压直流电能--------单相半波整流电路(板书) (一):单相半波整流电路的结构与工作原理(板书)(约43分钟) 教师提示:“单相”一词是指输入整流电路的交流电是单相交流电。而“半波”一词同学们可在下面讲授的半波整流原理中自己总结,到时老师请同学们回答。(任务驱动法教学可集中学生的听课注意力) 1:电路结构组成(板书) 2:工作原理(板书) 教师引导:输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端,在分析整流原理时应将交流电压分成正、负半周两种情况来考虑。另外为了分析方便,变压器T应假设为无损耗的理想元件,整流二极管V应为理想二极管,负载为纯电阻性负载。 教师提问:①:上面分析了半波整流电路的工作原理,由此可以回答什么是半波整流。 (请学生回答) ②:若在上面图中把整流二极管V极性对调后整理电路的原理又怎样分析

单相桥式整流电路-教案

单相桥式整流电路- 教案 单相桥式整流电路》授课教案 授课班级】电气技术应用专业11 春电气班 学生人数】52 人 教材】校本教材《实用电工电子》 教学内容】《单相桥式整流电路》 授课形式】课堂教学 授课时间】 2 个课时 教材分析】 本节课选自校本教材第十章第二节《单相桥式整流电路》,整节教学分两个课时完成,整流电路是二极管最基本的应用电路,也是电子技术中最基本的电路之 一。学好这节课对学习直流稳压电源电路至关重要。学生掌握了本章节的内容能够为下一步学习滤波电路和直流稳压电源奠定基础。在教材中起到承上启下的作用。单相桥式整流电路是整流电路中的一种,由于其优点明显,实用性强,在大、中、小型各种实际电路中都有十分广泛的应用。 二、【学情分析】 存在的问题: 1.学生为初中毕业,年龄在15-17 周岁之间,学习态度不够端正,没有良好的学习习惯,缺乏必要的探索研究问题的能力。 2.学生基础知识薄弱,对电路工作原理难以理解,容易产生厌倦。 解决的方法: 1.从学生熟悉的应用(直流稳压器、手机充电器等)入手,激发学生的学习兴趣。 2.提高课堂吸引力,采用动画演示和动手实验等方法,尽可能的让学生动手、动脑,提升他们理解问题的能力,与他人合作的能力。 三、【教学目标】 单相桥式整流电路- 教案

1、知识目标:掌握单相桥式整流电路各种元器件的图形与文字符号,并能画出电路图、波形图,简述其工作原理。培养学生动脑的能力、观察的能力,逐步养成科学的归纳分析能力. 2、能力目标:通过在教师指导下的自主学习,学生学会分析单相桥式整流电路工作原理,学会能应用桥式全波整流电路解决简单问题。 3、情感目标:通过对单相桥式整流电路的分析、探究,保持良好的求知欲,乐于探索规律,让学生体验学习过程的快乐,保持学习电子技术基础课程的热情,培养学生的团队协作精神。 四、【教学重点和难点】 重点: 1.单相整流电路的组成; 2.单相整流电路的工作原理。 难点: 1. 对单相整流电路的工作原理的理解。 2. 二极管两个参数的计算以及电路波形分析 重点难点突破方法:采用多媒体教学法(动画与视频)、实验操作来解决课程中出现的重点与难点。 五、【教学方法设计】 教法学法:采用“探究性实验教学”,实验演示——观察现象——得出结论,引导学生进行探究式学习,能充分激发学生的好奇心和求知欲,调动学生学习的积极性。并充分运用多媒体动画演示和提问等交互手段,达到突出重点突破难点的目的。 课前准备:220V交流电源、单相变压器、二极管4个、电阻1个、万用表1 块、导线若干、示波器、投影仪. 六、【教学过程和步骤】

单相桥式全控整流电路(阻感性负载)

1. 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) 1.1单相桥式全控整流电路电路结构(阻-感性负载) 单相桥式全控整流电路用四个晶闸管,两只晶闸管接成共阴极,两只晶闸管接成共阳极,每一只晶闸管是一个桥臂。单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)电路图如图1所示 图1. 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) 1.2单相桥式全控整流电路工作原理(阻-感性负载) 1)在u2正半波的(0~α)区间: 晶闸管VT1、VT4承受正压,但无触发脉冲,处于关断状态。假设电路已工作在稳定状态,则在0~α区间由于电感释放能量,晶闸管VT2、VT3维持导通。2)在u2正半波的ωt=α时刻及以后: 在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通,电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通,此时负载上有输出电压(ud=u2)和电流。电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上,使其承受反压而处于关断状态。 3)在u2负半波的(π~π+α)区间: 当ωt=π时,电源电压自然过零,感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。

在电压负半波,晶闸管VT2、VT3承受正压,因无触发脉冲,VT2、VT3处于关断状态。 4)在u2负半波的ωt=π+α时刻及以后: 在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通,电流沿b→VT3→L→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通,电源电压沿正半周期的方向施加到负载上,负载上有输出电压(ud=-u2)和电流。此时电源电压反向加到VT1、VT4上,使其承受反压而变为关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。 1.3单相桥式全控整流电路仿真模型(阻-感性负载) 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)仿真电路图如图2所示: 图2 单相双半波可控整流电路仿真模型(阻-感性负载)

单相半波可控整流电路教案

教案编号:LNJD-PR08-RE08 课程名称:电力电子技术 适用专业:电气自动化专业、2014级 授课班级:G14111 课程性质:必修 授课章节:2.1单相半波可控整流电路 授课学时:2学时 授课时间:2015年09月30日 教学目标: 知识目标:掌握单相半波可控整流电路电路图和电路分析; 能力目标:能认识电路;会分析电路; 素质目标:培养学生分析问题、解决问题的能力 教学重难点: 重点:电路分析及注意事项 难点:α的确定 授课方式:理论教学(多媒体教室) 教学方法:讲授法、PPT多媒体课件、讨论法、演示教学、问题教学、动画模拟 教学设计: 【一、导入】(板书)(15分钟) 情景:调关灯的电路结构,示波器输出波形? 引导提问1:整流电路,结构,组成? 2、晶闸管的导通条件和关断条件?【二、讲授新课】(板书+动画模拟+实物演示)(65分钟) 一、可控整流电路(板书)(10分钟) 结构框图(见板书) 讨论:比较可控整流和整流电路。 二、主电路(板书+动画模拟+实物)(10分钟) (一)电路图(实物观察):(见板书)(二)动画模拟接线: 三、电路分析(板书+动画模拟+实物)(40分钟) 负载特点: 导通角的确定:(结合整流电路进行分析)波形分析:(动画仿真,结合KP的导通条件和截止条件) 分析过程:(见板书) 实操:观察示波器波形,总结分析过程 练习1:通过提问和师生互动,完成α=60°的波形绘制。 练习2:让学生独立完成α=90°的波形绘制。(观察示波器波形) (动画仿真,学生练习,总结,掌握波形的绘制及方法。) 相关计算:(见板书) 练习3:计算α=90°的Ud? (教师引导,学生思考Ud与α的关系) 思考1:Ud什么时候最大,α? 思考2:Ud什么时候最小,α? 【三、小结】(5分钟) 学生总结,教师补充 【四、作业及自主学习】(5分钟) 课本113页,第二题,第三题,第四题;搜索电路应用视频,微课学习电路分析;教学后记:内容安排合理,能体现教学重难点,通过不同α的波形绘制,学生基本能够掌握电路的波形分析。 二、电路图: 三、电路分析: 负载特点:U=IR 脉冲:α (1)确定α 主要参考书目: 马宏骞编著,电力电子技术及应用项 目教程,北京:电子工业出版社,2011 *为本章重点,#为本章难点

实验二、单相桥式整流电容滤波电路

实验二、单相桥式整流电容滤波电路 一、实验目的: 1、学习掌握单相半波整流电容滤波电路原理。 2、学习掌握斑驳整流电容滤波电路的构成,验证器运算关系。 3、进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 二、实验内容: 1、单相桥式整流 (1)去掉滤波电容(断开开关X)并断开负载与电路的连线(断开开关S),用示波器观察变压器复变电压经电桥整流后的波形。 (2)测量输出电压 实际测量值:V2=12.29V, V L=11.23V 根据V2的值,理论上计算V L值,公式为:V L=0.9V2,得理论值V L=11.061V。 2、单相桥式整流电容滤波 (1)将滤波电容连入电路,负载断开,观察输出波形。

(2)电压的测量值V L=17.07V。 测得变压器副边电压V2=12.28V,根据公式V L=1.414V2,V L的理论值=17.36V 3、(1)将滤波电容连入电路,负载闭合,观察输出波形。 (2)电压的测量值V L=16.42V。 测得变压器副边电压V2=12.18V,根据公式V L=(1.1~1.2)V2,V L的理论值=14.616V 4、滤波电容对输出波形的影响 改变滤波电容C(如C=47uF和C=470uF时),哪种滤波效果更好一些?为什么? 结论:C=470uF时更好一些。电容越大,充放电能力越强,滤波效果更好。 思考: 1、单相桥式整流电路输出电压V L与变压器二次侧电压V2有什么关系?

2、单相桥式整流滤波电路中,空载时和有负载时,输出电压V L与变压器二次侧 电压V2之间分别有什么关系? 空载时:V L=1.414V2 负载时:V L=(1.1~1.2)V2

单相双半波整流电路设计~小杨

电力电子技术课程设计报告 题目:单相双半波晶闸管整流电路的设计指导老师: 姓名: 时间:

目录 摘要 (1) 1 前言 (1) 1 设计目的.................................................................................................................................. - 1 - 2 设计思想.................................................................................................................................. - 2 - 3 整流电路的方案选择.............................................................................................................. - 2 - 4 主电路设计.............................................................................................................................. - 3 - 4.1 总电路的原理和框图................................................................................................... - 3 - 4.2 相控触发电路............................................................................................................... - 3 - 4.3 保护电路....................................................................................................................... - 4 - 5 元件参数计算和选择.............................................................................................................. - 4 - 5.1变压器参数计算............................................................................................................ - 4 - 5.2 晶闸管参数计算与选择............................................................................................... - 5 - 5.3变压器二次侧熔断器的选择........................................................................................ - 5 - 6 MA TLAB仿真 ...................................................................................................................... - 6 - 心得体会...................................................................................................................................... - 8 - 致谢 ............................................................................................................................................. - 8 - 参考文献...................................................................................................................................... - 8 -

单相桥式整流电路.docx

学科电子班级13电1日期2012-5-26授课 李英教师 题目单相桥式整流电路课时数1课时 形式讲授法、实验法、 课型新授手段演示法、讨论法 1.知识和技能 教学目标 知道单相桥式整流电路的组成和特点,会分析单相桥式整流电路的工作原理,并能画出相应的输出电压、电流的波形,会分析计算单相桥式整流电路中输出电压、电流及晶体二极管的选择。 2.过程与方法 通过电路构成、工作波形图和系列问题的讨论,使学生获得工程技术和问题探究过程的体验,并在过程中感悟、掌握科学研究与技术研究的方法,培养学生的创造性思维能力。 3.情感态度与价值观 通过师生互动和生生互动,激发学生积极思维、勇于创新的兴趣和 动机;通过对电子电路的分析与探讨,培养学生的学习热情和学习兴趣,勇于发现、主动探索的科学精神,并学会与人协作,发扬团队精神。 教学1、桥式整流电路工作原理的分析。 重点 2、桥式整流电路的计算。 教学1、桥式整流电路工作原理的分析。 难点 2、桥式整流电路中元件的选择。 教具黑板、粉笔、桥式整流电路实验板、示波器 内容、方法、步骤设计意图

序言: 本次课承接了上次课的内容,并为后续课程“滤波电路” 的学习奠定了基础,起“承上启下”的作用。 Ⅰ、复习、导入新课: 教 提问:上节课讲了半波整流电路,同学回忆并完成以下问 学题: (1)整流是利用二极管的什么特性来实现整流的? 过 (2)画出半波整流电路的输出波形 程 该电路存在哪些缺点?如何改进?自然引入新课 ---《单相桥式整流电路》 Ⅱ、新授课 单相桥式整流电路 一、单相桥式整流电路的组成复习提问既让学生对所学过的知识有更深的印象,同时为新课的电路分析和参数估算作知识准备 将电路直接呈现给学生,并让学生与相关课程《电工基础》中

单相桥式整流电路课程设计报告..

电力电子课程设计报告

目录 一、设计任务说明 (3) 二、设计方案的比较 (4) 三、单元电路的设计和主要元器件说明 (6) 四、主电路的原理分析 (9) 五、各主要元器件的选择: (12) 六、驱动电路设计 (14) 七、保护电路 (16) 八、元器件清单 (21) 九、设计总结 (22) 十、参考文献 (23)

亠、设计任务说明 1.设计任务: 1)进行设计方案的比较,并选定设计方案; 2)完成单元电路的设计和主要元器件说明; 3)完成主电路的原理分析,各主要元件的选择; 4)驱动电路的设计,保护电路的设计; 5)利用仿真软件分析电路的工作过程; 2.设计要求: 1)单相桥式相控整流的设计要求为: 负载为感性负载,L=700mH R=500Q 2)技术要求: A.电网供电电压为单相220V; B.电网电压波动为5%―― 10% C.输出电压为0―― 100V;

1、设计方案的比较 单相桥式整流电路有两种方式,一种是单相桥式全控整流电路,一种是单相桥式半控整流电路。主要方案有三种:方案一: 采用单相桥式全控整流电路,电路图如下: 对于这个电路,每一个导电回路中有两个晶闸管,即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路,不需要续流二极管,不会出现失控现象,整流效果好,波形稳定。变压器二次绕组不含直流分量,不会出现变压器直流磁化的问题,变压器利用率高。 方案二: 采用单相桥式半控整流电路,电路图如下: 相较于单相桥式全控整流电路,对每个导电回路进行控制,只需 一个晶闸管,而另一个用二极管代替,这样使电路连接简便,且

降低了成本,降低了损耗。但是若无续流二极管,当a突然增大 到180°或触发脉冲丢失时,会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况,这使山成为正弦半波,级半周期 5为正弦波,另外半周期山为零,其平均值保持恒定,相当于单相半波不可控整流电路时的波形,即失控现象。因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。 综上所述:单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。但输出电压脉动冲大,负载电流脉冲大(电阻性负载时),且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化,变压器 不能充分利用。而单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小,功率因数高,变压器二次电流为两个等大反向的半波,没有直流 磁化问题,变压器利用率高的优点。因此选择方案一的单相桥式全控整流电路。

单相半波整流电路教案

实验一、单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中,单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路等打下良好的基础;同时也就是教材前面半导体二极管知识的一个重要应用,所以本节内容在顺序安排上起到了承上启下的作用。本节主要介绍了单相半波整流电路的结构、工作原理以及负载电压与电流,在讲授时教师应吃透教材,深入浅出,利用实验现象直观地帮助学生掌握本节知识,并设计问题给学生以启迪。 学生分析 电子电路理论普遍具有抽象性,而我们中职类学生基础较薄弱,所以中技生在学习基础理论的过程就较吃力,针对这一特点,本人直接通过实验的方法,利用直观现象来激发学生的学习兴趣,集中学生的听课注意力。在讲授本节内容时,本人在课堂上亲自演示用示波器测量单相半波整流电路的输入输出波形,学生可直观波形,对比波形来理解整流的作用与目的。另外结合整流电路应用于日常生活的电器(例如手机、MP3的充电器)来激发学生的学习整流电路的兴趣;在讲授整流原理时进行讲练结合,用任务驱动法来展开教学。整个教学过程中应充分利用教师的示范及学生亲自动手分析等,使学生逐步掌握分析电路的技能.要注意教给学生分析电路的方法,提高演示实验的可见度。在演示实验时最好边讲解,边操作.教师的演示将对学生起示范作用,因此要注意操作的规范性。 教学目标与价值观 情感目标:利用实物展示、演示实验现象来引导学生理解整流的概念与作用,激发学生的兴趣,促进教学的配合。 能力目标:帮助学生掌握单相半波整流电路的结构、工作原理及负载电压与电流的计算。 价值观:培养学生分析与检修整流电路故障的能力。 教学重点与难点 单相半波整流电路的工作原理分析,输出电压极性与波形分析及负载直流电压电流的计算。 课前教具准备 1N4007小功率整流二极管一只、手机充电器及其配套锂电池、示波器与事先制作好的单相半波整流电路。 教学方法 实物展示法、实验演示法、讲练结合法、启发诱导法 教学活动 一、复习提问(约3分钟) (1):教师拿出一个1N4007的小功率整流二极管复习半导体二极管的结构与符号。 (2):提问二极管的单向导电性并请同学们画出二极管的正、反向偏置电压的电路图。

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