组装整流器

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                                                            实验时间：2012.6.7

摘要： 利用晶体二极管等仪器进行半波整流、桥式整流、滤波等使波形发生一系列变化。再和稳压二极管一起按电路设计图进行连接与焊接，形成简易的整流器。

关键词： 晶体二极管、稳压二极管、电阻、桥式整流、半波整流、滤波

一、引言

整流器是电子仪器的重要组成单元，其功能是将交流电信号整流后变成直流电信号。如今天制作的直流稳压电源。直流稳压电源的供电电压一般为交流电压，但其直接输出电压都能保持稳定，用处广泛。

二、     实验任务

             1、熟悉和学会使用示波器、信号发生器、电烙铁等仪器。

             2、掌握半波整流、桥式整流、滤波等电路的原理和作用，完成整流电路、滤波电路的设计。

             3、学会使用电烙铁进行焊接。

三、     实验仪器

1、示波器一台

2、信号发生器一台

3、晶体二极管若干

4、电容一个

5、电阻若干

6、电烙铁一个

7、稳压二极管一个

8、电路板一个

9、导线若干

四、    实验原理

桥式整流原理电路图

                      图1

                       图2 

（滤波：在R上并联一个电阻）

半波整流原理电路图

        图3

稳压原理电路图

                       图4       

连接好后的电路正面

                图5

五、    实验内容

1、 按图3接好电路，连接示波器和信号发生器，打开示波器和信号发生器，得到半波整流的波形图，并做记录。

2、 按图1接好电路，连接示波器和信号发生器，得到桥式整流后的波形图，并做记录。

3、 按图1接好电路，并在R上并联一个电容，连接示波器和信号发生器，得到滤波的波形图，并做记录。

4、 按图4在电路板上接好电路，用电烙铁进行焊接。

六、数据处理和分析

            

          （b）

                （c）

              （d）

                 （e）

图（a）是最原始的交流波形图。

图（b）是经半波整流后得到的波形图。因为电源是交流电，电路如图3，晶体二极管只能通过一个方向的电流，当方向改变时，则无法通过，所以图（b）只有一半的波形图。

图（c）是桥式整流后的波形图，电路如图1，电源的交流电流的流向如图1、图2的虚线，可知交流电的方向改变后，由于晶体二极管的原因，依然可以选择其他路线通过，但电流方向将一直改变，所以图（c）的波形图是一个方向的。

图（d）是滤波后的波形图，电路是在图1上的电阻上并联一个电容，使其在U=0时，电容放电，是电路电流不为0，保持在一定的电压附近，使总的电压相对稳定。

图（e）是稳压直流电源电路图，当交流电源电压增加而使整流输出电压Ui随着增加时，负载电压Uo也要增加。Uo即为稳压二极管两端的反向电压。当负载电压Uo稍有增加时，稳压二极管的电流Iz就显著增加，因此电阻R上的压降增加，以抵偿Ui的增加，从而使负载电压Uo保持近似不变。反之，稳压过程相反。

选择稳压二极管时，一般取

                          Uz=Uo

                          Izm=（1.5～5）Iom

                          Ui=（2～3）Uo

选择时要求导通电压低时选锗管；反向电流小时选硅管；导通电流大时选面结合型；工作频率高时选点接触型；反向击穿电压高时选硅管；耐高温时选硅管。

稳压二极管的主要参数 

1.Vz— 稳定电压。 

指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。 

2.Iz— 稳定电流。 

指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 

3.Rz— 动态电阻。 

指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为5mA时，Rz为18Ω;工作电流为1OmA时，Rz为8Ω;为20mA时，Rz为2Ω ; > 20mA则基本维持此数值。 

4.Pz— 额定功耗。 

由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo 

5.Ctv— 电压温度系数。 

是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。 

6.IR— 反向漏电流。 

指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。

电容的选择根据负载电流大小而定，但其耐压应大于输出电压的最大值，通常都采用极性电容器。

七、实验误差分析

            系统误差：1、电容、晶体二极管的选择造成图像变化不明显。

                偶然误差：1、仪器间未连接好，导致接触不良。

                          2、焊接时手抖动厉害，焊接错误

八、结束语

          这是第一次自己动手组装一个电子仪器，虽然有不少的失误，如仪器的失灵，使我们不得不借助他人的仪器。但从中肯定了自己的动手能力。对于电工学也产生了相对的兴趣。同时加强了自己与他人的合作关系，增强了合作观念。

九、参考文献

[1]书籍：秦增煌. 电工学第六版. 高等教育出版社. 2003.

     [2] 书籍：赵丽华等．新编大学物理实验．浙江大学出版社．2007.

 

第二篇：组装整流器

组 装 整 流 器

整流器是电子仪器的重要组成单元，其功能是将交流电信号整流后变成直流信号。整流可以分为半波整流与全波整流，尽管交流电信号经整流变成直流信号，但在直流信号中仍包含着交流成分。所以，作为一个完整的整流器，除了整流电路外，还必须包含滤波电路。整流元件主要有两种：一种是可控硅，而另一种就是晶体二极管。本实验主要采用晶体二极管作为整流元件；而滤波元件主要有电容和电感，可组成多种不同的滤波电路，主要有RC滤波，LC滤波以及π型滤波等等。本设计实验希望同学们通过已学过的知识，根据实验室提供的电学仪器和电子元器件，自行设计符合要求的电路，并测定其相关参数。

一、设计任务

设计并制作一个小型晶体管收音机用的简易直流稳压电源，包括交流降压、整流、滤波、稳压等单元电路，如图1所示。

                              整  流  器

 

～220V输入

50 HZ

                  

图1   简易直流稳压电源示意图

设计要求及技术指标如下：

a)   电力网电压                 ，

b)   电源变压次极输出电压      视输出直流电压而定

c)   输出直流电压              等

d)   输出电流                 

e)   输出电阻                   （工作温度20℃-40℃）

二、实验仪器

1、双踪示波器、自耦调压器各一台。

     2、交直流安培表、毫安表、伏特表、毫伏表及万用表各一台。

     3、定值电阻、整流二极管、电解电容、三端稳压器、导线、电烙铁、焊锡、试验板等电子元器件若干。

三、设计内容

第一阶段

1)   学会使用示波器、信号发生器、万用表。判断有关元器件（电阻、电容等）特性，并对其型号、标称值、额定值等做详细记录。

2)   了解整流电路和滤波电路的原理和作用。                                             

3)   用示波器观察（半波、桥式整流器）负载R_L的波形，并作定性记录，进一步理解各元件作用。

4)   用示波器观察电容滤波特性，分别改变电容和负载大小观察输出电压数值和波形变         化，并作详细记录。

第二阶段

一、五天期间整理第一阶段内容，根据设计指标要求预写设计报告。内容如下：

1)   报告摘要（100字左右）。

2)   简述整流滤波电路工作原理（整流电路和滤波电路的分析、原理图及波形）。

3)   整流滤波电路的设计原则（简单叙述判断整流器性能优劣指标）。

4)   设计指标要求（标明设计的电力网电压、输出电流、输出电阻、输出电压等）。

5)   整流滤波电路的设计步骤和方法（①、选择电路方案，画出选定的电路图；②计算元器件参数－确定变压器次级电压值；确定整流二极管耐压值和过流最大值；选择滤波电容容量及反向电压；确定三端稳压器型号）。

6)   画出设计电路图（注明元器件型号指标），自拟表格，确定测试条件（负载大小）。

二、在实验室完成设计方案，调试整流器各性能指标

1)   组装、调试设计电路，拟定实验步骤，测试设计指标。若测试结果不满足设计指标,需重新调整电路参数,使之达到设计指标要求。

2)   写出设计、安装、调试、测试指标全过程的设计报告。

3)   详细记录所用仪器设备型号名称和元器件。

4)   列出参考文献。

四、预习要求

1、查阅有关资料，了解整流滤波电路原理及常用设计方法；

2、根据本实验要求，熟悉相关电子元器件特性及参数，初步设计电路图和实验方案；

3、能估算电路元器件的参数，分析电路可行性。

五、参考文献

1、《新编大学物理实验》 赵丽华、倪涌舟等编著，浙江大学出版社，2007。

2、《电工学》（第六版）  秦曾煌主编，高等教育出版社，2003。

3、《电工学》（非电类）  孙梅主编，  清华大学出版社，2006。

4、《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编，华中科技大学出版社，2006。