汽車電工電子基礎(chǔ) 第2版 教學大綱 任務二 連接與檢測整流電路

福建工業(yè)學校電子講義第15頁共15頁模塊四常見半導體器件任務二連接與檢測整流電路【任務目標】知識目標：掌握整流電路的作用及類型；掌握各整流電路的原理及特點；了解整流電路在汽車中的應用。核心素養(yǎng)：認真讀數(shù)、嚴謹記錄并計算數(shù)值、驗證結(jié)果、規(guī)范操作，養(yǎng)成認真細致的職業(yè)素養(yǎng)。技能目標：學會正確選擇和檢測整流器件；學會制作整流電路；會用示波器觀察波形。建議課時：4課時。【任務描述】此次任務分為兩個部分，首先采用單個二極管D與燈泡L及開關(guān)，接入12V的單相交流電源，組成半波整流電路，如圖4-15a所示。其次，采用二極管橋式全波整流電路，由D1-D4組成的整流橋，將輸入的12V單相交流電源整流后向負載L提供脈動直流電，如圖4-15b所示。圖4-15 整流電路原理圖a）單相半波整流電路b）單相橋式全波整流電路【任務實施】二極管半波和全波整流電路連接與檢測。一、器材所需器材如表4-6所示。表4-6器材序號 名 稱 實物圖序號 名 稱 實物圖1導線7開關(guān)2斜口鉗8熔絲3剝線鉗9燈泡12V，5W4二極管1N400710鑷子5電源變壓器（220V/12V）11雙蹤示波器6模擬萬用表12數(shù)字萬用表二、認識單相半波整流電路和橋式全波整流電路步驟1．元器件識別與檢測元器件檢測與識別方法如表4-7所示。名稱外觀識別符 號測量現(xiàn)象結(jié)果分析負載電阻R1色環(huán)電阻：先識讀其標稱阻值，再用萬用表檢測其實際阻值表4-7元器件識別與檢測整流二極管R×1k檔測二極管的正、反向電阻，正向電阻小，反向電阻大，說明該整流二極管性能良好小燈泡用數(shù)字萬用表電阻檔檢查小燈泡電阻，有阻值，表示小燈泡完好，阻值無窮大，則表示小燈泡壞2．單相半波整流電路的連接與檢測1）請根據(jù)圖4-16所示的半波整流電路，連接相關(guān)元件。2）電路連接無誤后，接通電源，閉合開關(guān)S。圖4-16 半波整流電路①利用萬用表測量負載電阻RL兩端的電壓，并記錄，填入表4-8。②用示波器測量圖4-16中的RL兩端之間的波形，并記錄，填入表4-8③用示波器測量圖4-16中的U2兩端之間的波形，并記錄，填入表4-8。④用示波器測量圖4-16中的RL兩端之間的電壓波形，并記錄，填入表4-8。表4-8半波整流電路檢測結(jié)果檢測電壓電壓大小波形圖結(jié)果分析輸入電壓u2（12V電源兩端）輸出電壓（電阻RL兩端）3．單相橋式全波整流電路的連接與檢測1）請根據(jù)圖4-17所示的單相橋式全波整流電路，連接相關(guān)元件。圖4-17單相橋式全波整流電路2）電路連接無誤后，接通電源，閉合開關(guān)S。（1）利用萬用表測量圖4-17中負載燈泡L兩端的電壓，如圖4-18所示，并記錄，填入表4-9。（2）用示波器測量圖4-17中的L兩端之間的波形，如圖4-19所示，并記錄，填入表4-9。圖4-18萬用表測輸出電壓圖4-19示波器檢測橋式全波整流的輸出波形表4-9橋式全波整流電路檢測結(jié)果檢測電壓電壓大小波形圖結(jié)果分析輸出電壓（橋式全波整流后L兩端）4．測量發(fā)電機整流板發(fā)電機整流板如圖4-20所示，可以利用檢測二極管的方法和步驟，分組檢測發(fā)電機整流板。檢測結(jié)果填入表4-10。圖4-20發(fā)電機整流板表4-10發(fā)電機整流板檢測結(jié)果分 類 數(shù) 量 加正向電壓時顯示 加反向電壓時顯示 電路簡圖共正極的二極管共負極的二極管【檢測評價】檢測評價如表4-11所示表4-11檢測評價序號 實操活動 步 驟 評分細則 分值 得分1準備工作按需要準備工具及元器件元器件選擇正確，元器件檢測正確102檢測元器件安裝表筆和選擇數(shù)字萬用表檔位，測量表筆安裝正確檔位選擇正確203連接電路按圖連接整流電路操作規(guī)范，連接正確204整流電路的檢測進行整流電路參數(shù)測量通電實驗，如有故障應進行分析并排除。按要求進行相應數(shù)據(jù)的測量，若測量正確，該項計分，若測量錯誤，該項不計分255素養(yǎng)提升細致嚴謹認真細致實踐操作，認真讀數(shù)、嚴謹記錄、計算數(shù)值、驗證結(jié)果、規(guī)范操作10安全文明生產(chǎn)按指導老師要求操作，操作完畢，把器件、工具和萬用表歸位，工位清潔和整理106時間限制25min15分5合計100【知識鏈接】一、單相半波整流電路的工作原理1．原理半波整流電路如圖4-21a所示，在u2的正半波周期：二極管D因加正向電壓而導通，電流經(jīng)a點經(jīng)二極管D、負載RL到b，uo=u2；在u2的負半波周期：二極管D因加反向電壓而截止，負載中電流為零，uo==0；輸入電壓u2和輸出電壓uo的波形如圖4-21b所示。圖4-21 單相半波整流電路單相半波整流電路b）整流波形變換半波整流電路特性（1）主要參數(shù)輸出電壓的平均值Uo=0.45U2通過二極管的平均電流IVD=IL=0.45U2/RL二極管承受的最大反向電壓URM=U2（2）整流二極管的選擇IVD和URM是選擇半波整流二極管的主要依據(jù)，實際選擇時，應使二極管的最大整流電流和反向耐壓值應分別大于上述兩式的數(shù)據(jù)。（3）電路特點這種整流電路輸入一個周期的正弦波，而輸出的只有半個波形，故稱為半波整流電路。想一想 為什么交流電經(jīng)過橋式全波整流電路以后，波形被“削掉”的一半又找回來了？燈泡的亮度也明顯變亮？燈泡兩端的電壓也提高了，而且方向始終不變？二、單相橋式全波整流電路的工作原理1.原理單相橋式全波整流電路如圖4-22a所示，在u2的正半波周期：二極管D1、D3導通，D2、D4截止，電流由A端經(jīng)D1、RL、D3流向B端，此時uo=u2；在u2的負半波周期：二極管D2、D4導通，D1、D3截止，電流由B端經(jīng)D2、RL、D4流向A端，負載RL得到的仍然是正方向的半波電壓和電流，此時uo=-u2。輸入電壓u2和輸出電壓uo的波形如圖4-22b所示。圖4-22 單相橋式全波整流電路a）單相橋式全波整流電路b）單相橋式全波整流波形變換2．橋式全波整流電路特性（1）主要參數(shù)：輸出電壓的平均值Uo=0.9U2通過二極管的平均電流IVD=0.5IL=0.45U2/RL當D1、D3導通時，忽略其管壓降，D2、D4是并聯(lián)的關(guān)系，所承受的反向電壓的最大值是u2的峰值，即URM=U2（2）整流二極管的選擇二極管的最大整流電流和反向耐壓值應分別大于上述兩式的數(shù)據(jù)。（3）電路特點通過比較半波整流和全波整流兩種類型，全波整流輸出的直流電壓和電流脈動程度要小，而且電能利用率高，所以橋式全波整流電路是應用最廣泛的單相全波整流電路。三、汽車上的整流電路實際上，汽車發(fā)電機內(nèi)部的整流電路為三相整流，如圖4-23a所示。電路結(jié)構(gòu)及二極管導通原則：D1、D2、D3組成共陰極連接的三相半波整流電路，D4、D5、D6組成共陽極連接的三相半波整流電路，負載RL接在共陰極接點和共陽極接點之間。在任一瞬間，共陰極組中電位最高的二極管和共陽極組中電位最低的二極管優(yōu)先導通，構(gòu)成電流回路，經(jīng)分析，負載電壓始終為正壓輸出，其波形如圖4-23b所示。圖4-23汽車上的三相整流電路a）三相整流電路b）其整流輸出波形3．電路特性（1）主要參數(shù)輸出電壓的平均值U