1.2 单相整流电路的装调与分析（上）（课件）《电子基本电路装调与分析》上好课(高教版)

《电子基本电路装调与分析》(高教版) 上好课—中职专业课 项目一 直流电源电路的装调与分析 1.2单相整流电路的装调与分析（上） 教学目标 知识目标 1.明晰单相桥式整流电路组成，理解桥式整流电路工作原理。 2.掌握半波、桥式整流输出电压、二极管反向耐压计算公式，会对比两类电路性能。 能力目标 1.能够分析单相桥式整流正负半周二极管导通回路与电压波形。 2.能够完成单相桥式整流电路实物装调。 情感目标 1.严格遵守电工实训安全规范，树立严谨规范的电路装调作业意识。 2.养成电路故障排查严谨思维，体会电路优化改进的工程思想，培养工匠精神。 教学引入 同学们，我们生活中很多电器都需要直流电供电，但是电网提供的是交流电。如何把交流电变成直流电？整流电路就可以实现这个功能。 今天我们学习最简单整流电路——单相半波整流电路的装调与分析，探究电路如何把交流电转变为单向脉动直流电。 知识讲授—单相半波整流电路识读 识读原理图 知识讲授—单相半波整流电路识读 PCB图识读： 知识讲授—单相半波整流电路识读 实物图识读： 知识讲授—元器件识别 1.确认元器件数量、型号和规格，与原理图和元器件清单一致 2.检查元器件外观有无损坏、变形、氧化，引脚有无松动等异常 3.识别整流二极管、发光二极管的极性，以免装反 识别三方面要求： 长引脚为正极 银色色环端为负极 二极管极性目测法： 知识讲授 元器件检测方法 万用表黑表笔插COM孔，红表笔插VΩ孔，量程旋至二极管测试档 01 正向测试：红表笔接正极，黑表笔接负极，读出正向压降（硅管约0.5-0.7V） 02 反向测试：黑表笔接正极，红表笔接负极，显示OL（溢出） 03 电阻检测：万用表旋至合适电阻档，红黑表笔搭电阻两引脚，直接读出电阻值 发光二极管检测：方法同整流二极管，长引脚接正 知识讲授 第一步： 第四步： 第三步：  第二步： 电路装调步骤 依次完成色环电阻RL、整流二极管VD1、发光二极管LED的成形操作 逐一在PCB上焊接色环电阻RL、整流二极管VD1、发光二极管LED 修剪引脚 质量检查 目检法检查二极管极性及焊点质量 万用表电阻档测量电源与地之间电阻，确认电路无短路 传动部分 知识讲授—连接电路 调整自耦变压器输出电压至+12V，万用表实测变压器输出电压U2 01 断开电源，将交流变压器输出端连接到电路板输入端 02 接通电源 03 示波器CH1探头接A端、接地夹接B端（测u2波形） 04 示波器CH2探头接C端、接地夹接D端（测uO波形） 05 观测输入电压： 观测输出电压： 按下CH1启动通道键，按AUTO自动显示键，观测并绘制输入端电压波形 按下CH2启动通道键，按AUTO自动显示键，观测并绘制输出端电压波形 万用表测量输出电压值 知识讲授 知识讲授—二极管基础知识 管芯（1个PN结） 管壳 引脚 二极管结构： 半导体概念：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质硅(Si)和锗(Ge)是应用最广的半导体材料温度升高或有光照时，导电能力显著增加掺入微量杂质后，导电能力增加至数十万倍 知识讲授 二极管分类： 按材料： 按结构： 按功能： 硅二极管、锗二极管 点接触型、面接触型、平面型 整流、检波、稳压、开关、发光、光电、变容二极管 传动部分 知识讲授国产二极管型号 第一部分：数字表示器件电极数目（2=二极管） 01 第二部分：汉语拼音字母表示材料和极性（A=N型锗，B=P型锗，C=N型硅，D=P型硅） 02 第三部分：汉语拼音字母表示器件类型（P=普通管，Z=整流管，W=稳压管，K=开关管） 03 第四部分：数字表示器件序号 04 第五部分：汉语拼音字母表示规格号 05 底盘性能直接关系到汽车的驾驶性能与安全性能，其支撑、安装发动机及各部件，形成整体造型，并接受发动机动力使汽车运动，是汽车正常行驶的核心保障。 知识讲授—常用二极管外形与符号： 底盘性能直接关系到汽车的驾驶性能与安全性能，其支撑、安装发动机及各部件，形成整体造型，并接受发动机动力使汽车运动，是汽车正常行驶的核心保障。 知识讲授 二极管极性识别方法： 形状差别法（平头为正，圆头为负） 色点判别法（有色点引脚为正） 封装标识判别法 （螺栓所在引脚为负） 色环判别法（带色环为负） 符号判别法（外壳上二极管符号） 电极特征判别法 （长引脚为正，短引脚为负） 知识讲授—二极管单向导电性 正向偏置： 电源电压方向与二极管导通方向一致 二极管VD加正向偏置电压导通 电路中有电流，指示灯HL亮 反向偏置： 电源电压方向与二极管导通方向不一致 二极管VD加反向偏置电压截止 电路中没有电流，指示灯HL不亮 正向导通相当于接通的开关 反向截止相当于断开的开关 两端压降为零 流过电流为零 理想二极管 知识讲授— 二极管伏安特性 正向特性： 硅管死区电压约0.5V，锗管约0.2V 正向导通区（AB段）：正向电压大于阈值电压，电流急剧增大 正向死区（OA段）：正向电压uD小于阈值电压UT，正向电流IF几乎为0 导通后两端电压基本恒定，硅管约0.7V，锗管约0.3V 知识讲授— 二极管伏安特性 反向特性： 反向击穿区（CD段）：反向电压大于击穿电压，反向电流IR剧增 电击穿可制成稳压二极管；热击穿将损坏二极管 反向截止区（OC段）：反向电压uR小于反向击穿电压U(BR)，电流为反向饱和电流IR，很小 结论：二极管是非线性器件 正向导通或反向击穿时呈现较小电阻 正向死区或反向截止区呈现较大电阻 知识讲授 最大整流电流IFM： 反向饱和电流IRM： 最大工作频率fM： 最高反向工作电压URM： 二极管主要参数 室温下长期运行允许通过的最大正向平均电流 与PN结材料、结面积和散热条件有关 超过IFM，二极管可能过热烧坏 正常使用时允许加的最高反向电压 一般取反向击穿电压的一半 二极管能正常工作的最高频率 超过该值，二极管可能一直导通，失去单向导电性 加最高反向工作电压时允许流过的反向电流 值越小，单向导电性越好 对温度非常敏感 传动部分 知识讲授—正半周工作过程： 1.u2正半周，A点电位高于B点电位 01 2.二极管VD正向偏置导通 02 3.电流路径：A端→VD→RL→B端 03 4.负载RL上获得上正下负电压 04 5.忽略二极管正向压降，uO=u2 05 知识讲授 负半周工作过程： 二极管VD反向偏置截止 忽略反向饱和电流，没有电流流过负载RL uO=0 u2负半周，A点电位低于B点电位 结论： 利用二极管单向导电性，将方向、大小变化的交流电转换为方向不变、大小变化的单向脉动直流电，这就是整流 知识讲授—参数估算公式 负载直流电压平均值： 负载平均电流： 流过二极管的电流： 二极管最高反向工作电压： 整流二极管选型原则： 传动部分 知识点背诵 1.单相半波整流电路利用二极管单向导电性，在交流电压正半周二极管导通，负半周二极管截止，将交流电变换为单向脉动直流电，负载直流平均电压为Uo=0.45U2。 2.单相桥式整流电路由四只二极管构成桥形结构，交流正负半周均有电流流过负载，输出电压脉动更小，负载直流平均电压为Uo=0.9U2。 单项选择题 1.单相半波整流电路中，变压器副边交流电压有效值U₂=10V，负载两端直流电压平均值U_O为（） A.4.5V B.9V C.10V D.14.1V 答案：A 解析：单相半波整流U_O=0.45U₂，代入U₂=10V，U_O=4.5V。 课后练习 单项选择题 2.单相桥式整流电路正常工作时，流过每只二极管的平均电流是负载电流的（） A.1倍 B.1/2倍 C.2倍 D.1/4倍 答案：B 解析：桥式整流二极管轮流导通，每个二极管只有半个周期导通，平均电流为负载电流的1/2。 课后练习 单项选择题 3.单相桥式整流电路，变压器副边电压有效值为U₂，则输出电压平均值为（） A.0.45U₂ B.0.9U₂ C.1.2U₂ D.1.41U₂ 答案：B 解析：单相桥式整流输出直流平均电压公式U_O=0.9U₂。 课后练习 单项选择题 4.单相半波整流电路二极管承受的最高反向电压为（） A.0.45U₂ B.0.9U₂ C.√2U₂ D.2√2U₂ 答案：C 解析：半波整流二极管截止时承受副边电压峰值√2U₂。 课后练习 单项选择题 5.单相桥式整流电路有一只二极管断路，电路输出结果为（） A.无输出电压 B.变成半波整流输出 C.输出电压翻倍 D.二极管全部烧毁 答案：B 解析：桥式整流断开一只二极管，只有半个周期导通，降级为半波整流。 课后练习 判断题 1.单相桥式整流电路在交流电压的正负半周，都有电流流过负载。（） 课后练习 答案：√ 解析：桥式整流正负半周各有一对二极管导通，负载上两个半波电流方向一致。 判断题 2.单相半波整流电路输出电压波形是完整的正弦波形。（） 课后练习 答案：× 解析：单个焊点建议焊接时间3‑5秒，时间过长高温会损坏电子元器件。 判断题 3.单相桥式整流电路中，任意两只二极管可以同时导通。（） 课后练习 答案：× 解析：桥式整流对角两只二极管同时导通，相邻二极管不能同时导通。 课堂小结 1.简答题：简述单相半波整流电路工作原理。 2.简述题：变压器副边有效值U2=18V，求半波整流负载平均输出电压，二极管承受最高反向电压。 3.分析题：分析单相半波整流电路二极管开路，会出现什么现象？二极管短路会带来什么危害？ 课后作业 感谢观看 $