单相桥式整流滤波电路实验任务书

实验一 单相桥式整流滤波电路

一、实验目的

（1）理解二极管全波整流电路的工作原理。

（2）了解各元件的工作性能和外形。

（3）观察单相桥式整流滤波电路的输入和输出电压波形。

（4）由单相桥式整流电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值，并与输入电压有效值进行比较。

（5）由单相桥式整流滤波电路输出电压峰值计算输出电压的直流平均值，并与输入电压有效值进行比较。

（6）由单相桥式整流电路输出电压峰值计算变压器副边电流有效值。

（7）测量全波整流电路中二极管两端的反向峰值电压。

（8）测量整流滤波电路输出脉动电压的峰-峰值。

（9）观察滤波电容接与不接对输出电压波形的影响，了解滤波电容的作用。

（10）观察滤波电容大小的变化对输出脉动电压的影响。

（11）观察负载电阻大小的变化对输出脉动电压的影响。

二、实验器材

虚拟实验设备

操作系统为Windows XP的计算机 1台

Electronics Workbench Multisim 8.x～9.x电子线路仿真软件 1套

示波器Oscilloscope 1台

硅桥MDA2501 1个

数字万用表 1个

交流电压源 1个

电阻（200Ω，2W） 1个

电阻（1KΩ，2W） 1个

电解电容（470μF，50V） 1个

电解电容（10μF，50V） 1个

开关 1个

实际工程实验设备

模拟实验箱 1台

函数信号发生器 1台

示波器 1台

数字万用表 1台

电阻（200Ω，2W） 1个

电阻（1KΩ，2W） 1个

电解电容（470μF，50V） 1个

电解电容（10μF，50V） 1个

三、实验原理及实验电路

全波桥式整流电路有电阻负载时直流电压平均值UL与输入交流电压有效值U的关系为

UL=0.9U

桥式整流电路输出电压的脉动频率f0为交流电源频率f（=50Hz）的2倍，也等于交流电源周期T倒数的2倍，即

f0=2f=2/T

桥式整流电路中，每个二极管两端所加的反向峰值电压Um为交流电压有效值的2倍，以保证安全选取整流二极管时最大反向峰值电压URm取22U。

整流滤波电路的平均直流输出电压UCL可用输出电压的峰值UP减去脉动电压峰-峰值UP-P的一半来计算，即

UCL=（UP-UP-P）/2

在小电流输出的情况下，全波整流电容滤波电路（包括桥式整流电容滤波电路）的直流输出电压可估算为交流电压有效值的1.2倍，即

UCL≈1.2U

实验电路如图1-1所示。

四、实验步骤

1、变压器副边输出的测量

建立如图1-2（a）所示的电路，双击数字万用表的图标，打开其面板，设置为交流电压档。单击仿真开关，进行仿真分析，观察XSC1示波器屏幕上的波形，如图1-2（b）所示。按下仿真暂停按钮，用游标测量波形的最大值。描绘波形曲线，记录测量的数值和数字万用表（图1-2（c））显示的数字，并与计算值比较。

图1-2（a） 变压器副边输出测量电路

图1-2（b） 变压器副边输出波形

图1-2（c） 万用表测量结果显示

2、桥式整流电路

（1）建立如图1-3（a）所示的桥式整流滤波电路。按下“A“键，使图1-3（a）中的开关J1A处于打开位置，双击数字万用表的图标，打开其面板，设置为直流电压档。

（2）单击仿真开关，进行仿真分析，观察XSC1示波器屏幕上的波形，如图1-3（b）所示。按下仿真暂停按钮，用游标测量曲线的最大值与最小值。描绘波形曲线，记录游标测量的数字和万用表显示的数字，并与计算值比较。

3、整流滤波电路

（1）按下“A”键，使图1-3（a）中的开关J1A处于闭合位置，将电容C1接入电路，重复第2步实验。

（2）将电容C1的值改为10μF，重复第2步实验。

（3）将电容C1的值改为470μF，将电阻R1的阻值改为200Ω，重复第2步实验。

图1-3（a） 桥式整流滤波电路

图1-3（b） 桥式整流电路输出波形

图1-3（c） 桥式整流滤波电路输出波形

五、思考题

（1）根据波形图说明桥式整流电路是全波整流还是半波整流？

（2）桥式整流电路不带滤波电容时，电阻负载输出电压平均值与输入电压有效值之间存在什么关系式？

（3）桥式整流电路加上滤波电容后输出电压的波形有什么变化？电容C1和电阻R1的数值大小对输出电压的波形有何影响？

（4）桥式整流器与半波整流器比较，输出脉动电压的频率与输入正弦电压的频率有何不同？

（5）在坐标纸上画出单相桥式整流滤波实验电路图，用虚线分别标注出变压器、整流电路、滤波电路及负载各组成部分的电路；并根据实验测试结果，在各组成部分电路对应处分别画出波形图（注意标明波形图中各部分的坐标值）。

（6）根据实验测得的参数，计算表1-4中的各数据。