單相橋式整流濾波電路的安裝跟調(diào)試分析.docx

課題四 單相橋式整流濾波電路的安裝與調(diào)試任務(wù)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(huì)用Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)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(diào)試方法。一、 預(yù)備知識(shí)1、 交流電：電路中的電壓（電流）的大小和方向隨時(shí)間進(jìn)行周期性變化的電壓（電流）稱(chēng)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(chēng)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(zhuǎn)換為直流電的過(guò)程。問(wèn)題：根據(jù)所學(xué)器件討論什么器件能夠?qū)崿F(xiàn)整流？4、 濾波：?jiǎn)蜗嗾麟娐氛骱蟮闹绷麟姙槊}動(dòng)直流電，其中仍包含有較多的交流成分，為保證電源質(zhì)量需要濾除其中的交流成分，保留直流成分，將脈動(dòng)變化的直流電變?yōu)槠交闹绷麟姺Q(chēng)為濾波。問(wèn)題：根據(jù)所學(xué)器件討論什么器件能夠?qū)崿F(xiàn)濾波？5、 單相整流濾波電路：將電網(wǎng)220的單相交流電路進(jìn)行整流、濾波，輸出平滑的直流電。6、常見(jiàn)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(yīng)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(shí)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(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，電路為單相橋式整流電路。在變壓器次級(jí)交流電壓u2為正半周時(shí)，即A+B-時(shí)，二極管V2、V3導(dǎo)通，V1、V4截至。電流流過(guò)的路徑是：從A 點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)二極管V2、負(fù)載R2，再經(jīng)V3回到B 點(diǎn)。如圖實(shí)線(xiàn)所示。若忽略二極管的正向壓降，可以認(rèn)為R2上的電壓u0u2。當(dāng)u2為負(fù)半周，即A-B+時(shí)，二極管V1、V4導(dǎo)通，V2、V3截至。電流的通路是從B 點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)V4、負(fù)載RL、V回到A點(diǎn)。如圖一中虛線(xiàn)所示。若忽略二極管的正向壓降u0= -u2。從圖上看出，無(wú)論u2的正、負(fù)半周如何變換，流經(jīng)RL的電流方向始終不變，即由C D 。四只二極管中對(duì)應(yīng)橋臂上的兩只為一組，兩組輪流導(dǎo)通。在負(fù)載上，即可得到全波脈沖的直流電壓和電流。因?yàn)檫@種整流屬于全波整流類(lèi)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(fù)載RL得到的波形是全波脈沖直流電，其中負(fù)載RL上的全波直流電壓平均值u0=0.9 u2 （u2為變壓器次級(jí)電壓有效值）而流過(guò)的平均電流IL= u0/RL實(shí)操演習(xí)：挑選兩名學(xué)生在示教板上演示，并用萬(wàn)用表（數(shù)字萬(wàn)用表）進(jìn)行電壓、電流測(cè)量。（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)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(cè)量：讓學(xué)生在示教板上測(cè)量出單相橋式整流電容濾波電路上的電壓和電流的數(shù)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(fù)載開(kāi)路時(shí)電壓帶負(fù)載時(shí)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(cè)。三 EWB（Multisim）軟件仿真 （時(shí)間45分鐘）在學(xué)校電子實(shí)訓(xùn)工作臺(tái)的配套電腦中，都安裝有NL公司的（Multism8.0）軟件。安排學(xué)生分組上機(jī)進(jìn)行電路仿真，充分利用軟件資料進(jìn)行教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)實(shí)訓(xùn)課堂教學(xué)的多媒體化，拓展學(xué)生的視野。1、 用投影儀演示仿真過(guò)程。2、 強(qiáng)調(diào)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(diào)試 （時(shí)間8個(gè)學(xué)時(shí)）1、電路器件參數(shù)的選擇（1） 根據(jù)負(fù)載參數(shù)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(shí)驗(yàn)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(jì)算用公式： :紋波系數(shù)耐壓（11.5）u2 若取=7%，負(fù)載電流為1A，則C2200F。對(duì)于維修電工，必須學(xué)會(huì)電路元件參數(shù)的選擇，為今后工作中電路維修時(shí)選擇替換元件做資料儲(chǔ)備。2、工具、儀表及器材（1） 工具、儀表示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、常用電子工具（2） 器件表二名稱(chēng)規(guī)格數(shù)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(wàn)能實(shí)驗(yàn)板每人一塊單刀單擲開(kāi)關(guān)（可以不用）只3、電路的安裝基本操作工藝描述：對(duì)照上述器件，選取元件并用萬(wàn)用表測(cè)判器件。質(zhì)量清除元器件氧化層并搪錫連接導(dǎo)線(xiàn)搪錫對(duì)照電路原理圖在萬(wàn)能板上合理布局安裝電路元件焊接電路元件清掃現(xiàn)場(chǎng)。（） 根據(jù)表二，配齊元器件，并用萬(wàn)用表檢查元件的性能及好壞。（） 清除元件的氧化層，并搪錫。（對(duì)已進(jìn)行預(yù)處理的新器件不搪錫）（） 剝?nèi)ル娫催B線(xiàn)及負(fù)載連接線(xiàn)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(jīng)檢查無(wú)誤后，進(jìn)行焊接固定。4、調(diào)試基本調(diào)試步驟： 安裝電源 檢查各元器件的焊接質(zhì)量 通電調(diào)試 測(cè)量（） 將變壓器次級(jí)引入萬(wàn)能線(xiàn)路板上并焊接，變壓器的初級(jí)220引線(xiàn)端通過(guò)密封型保險(xiǎn)絲座和電源插頭線(xiàn)連接。（） 檢查各元器件有無(wú)虛焊、錯(cuò)焊、漏焊及各引線(xiàn)是否正確、有無(wú)疏漏和短路。（） 接通電源，觀察有無(wú)異常情況，將開(kāi)關(guān)S1（可用短接線(xiàn)代替）和S2處在各種狀態(tài)時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出、輸入電壓并進(jìn)行記錄。（） 輸出電壓不正常進(jìn)的故障現(xiàn)象及原因如表三所述：故障現(xiàn)象故障原因輸出電壓不穩(wěn)定檢查電源電壓是否補(bǔ)動(dòng)，輸出電壓應(yīng)隨輸入電壓上下波動(dòng)。輸出電壓為13.5V左右濾波電容虛焊、開(kāi)路或損壞。輸出電壓為6.7V左右說(shuō)明除濾波電容脫焊或損壞外，整流二極管某個(gè)臂脫焊或開(kāi)路。輸出電壓為0V變壓器初、次繞組開(kāi)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(jí)繞組已短路，或初次級(jí)裝反，或整流橋中二極管一個(gè)極性裝反，或?yàn)V波電路短路，或負(fù)載電陰短路。此時(shí)應(yīng)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(shí)熔斷，故障在二次側(cè)部分，重點(diǎn)檢查二極管及輸出有無(wú)短路情況。（5）示范操作：安排實(shí)習(xí)，先仿真，再實(shí)操。（6）檢查學(xué)生元器件測(cè)量、安裝、焊接的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。（7）電路調(diào)試要在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行，先自檢、互檢、老師檢查后再通電，確保安全。思考題：A. 一個(gè)二極管反相可能出現(xiàn)什么問(wèn)題？B. 一個(gè)二級(jí)管開(kāi)路可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？C. 電解電容接反可能會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？五、課題考核1、訓(xùn)練考核內(nèi)容：組裝單相橋式整流電容濾波電路并進(jìn)行調(diào)試。電路如圖三所示圖三是在圖一的基礎(chǔ)上增加了R和C2構(gòu)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(wàn)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(wàn)能板 55050 一塊3、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目?jī)?nèi)容評(píng) 分 標(biāo) 準(zhǔn)配分扣分得分1電路安裝接線(xiàn)接線(xiàn)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(diǎn)（） 焊點(diǎn)粗糙扣510分（） 虛焊、漏焊、錯(cuò)焊每處扣1015分202調(diào)試電壓（） 測(cè)量電源電壓量程置錯(cuò)扣10分（） 測(cè)量直流電壓量程置錯(cuò)扣10分203安全文明生產(chǎn)每一項(xiàng)不合格扣4分104時(shí)間2h（不許超時(shí)）每超10分鐘扣5分（總分中扣）合計(jì)教師簽名：年 月 日 4 、考核步驟（） 準(zhǔn)備好常用的電子工具。（） 根據(jù)器件要求，準(zhǔn)備好相應(yīng)的元器件。（） 合理布局電路元件，并進(jìn)行插接。（） 按照五步焊接法進(jìn)行焊接。（） 經(jīng)學(xué)生五檢、老師復(fù)檢后，通電進(jìn)行調(diào)試，用萬(wàn)用表測(cè)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(shí)，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(wàn)能板上焊盤(pán)氧化后，要處理好再焊接。4、不可出現(xiàn)虛焊、假焊、錯(cuò)焊、漏焊現(xiàn)象，