第一篇：單相交流調壓電路課程設計

單相交流調壓電路的設計

單相交流調壓電路的設計 單相交流調壓電路設計任務及設計目的..............................2 1.1 電路設計任務....................................................2 1.2 電路設計目的....................................................2 1.3 主電路的原理分析................................................2 1.4主電路器件的選擇................................................3 2 設計方案及選擇..................................................5 3 單相交流調壓電路的設計..........................................5 3.1 主電路的設計....................................................5 3.2 控制電路的設計..................................................6 3.2.1觸發信號的種類................................................6 3.2.2觸發電路設計..................................................7 3.2.3總的電路圖....................................................8 4單相交流調壓電路仿真結果及結果分析...............................8 4.1 仿真結果........................................................8 4.2 結果分析.......................................................11 5 單相交流電壓電路設計總電路圖...................................12 總 結.........................................................13 參考文獻.........................................................14 單相交流調壓電路的設計 單相交流調壓電路設計任務及設計目的

1.1 電路設計任務 進行設計方案的比較，并選定設計方案。2 完成單元電路的設計和主要元器件的說明。3 完成主電路的原理分析，各主要元器件的選擇。4 驅動電路的設計。5 電路的仿真。1.2 電路設計目的

電力電子技術是專業技術基礎課，做課程設計是為了讓我們運用學過的電路原理的知識，獨立進行查找資料，選擇方案，設計電路，撰寫報告，制作電路等，進一步加深對變流電路基本原理的理解，提高運用基本技能的能力，為今后的學習和工作打下良好的基礎，同時也鍛煉了自己的實踐能力。1.3電阻性負載的交流調壓器的原理分析

其晶閘管VT1和VT2反并聯連接，與負載電阻R串聯接到交流電源上。當電源電壓U2正半周開始時刻觸發VT1，負半周開始時刻觸發VT2，形同一個無觸點開關。若正、負半周以同樣的移相角α觸發VT1和VT2，則負載電壓有效值隨α角而改變，實現了交流調壓。移相角為α時的輸出電壓u的波形，如圖1-1所示。

圖1-1A 電阻性負載單相交流調壓電路及波形圖

1.4 主電路的原理分析

所謂交流調壓就是將兩個晶閘管反并聯后串聯在交流電路中，在每半個周波內通過控制晶閘管開通相位，可以方便的調節輸出電壓的有效值。交流調壓電路廣泛用于燈光控制及異步電動機的軟啟動，也用于異步電動機調速。此外，在高電壓小電流或低 單相交流調壓電路的設計

電壓大電流之流電源中，也常采用交流調壓電路調節變壓器一次電壓。本次課程設計主要是研究單相交流調壓電路的設計。由于交流調壓電路的工作情況與負載的性質有很大的關系，本次實驗對阻感負載予以重點討論。圖中的2個晶閘管也可以用一個雙向晶閘管代替。在交流電源u1的正半周和負半周，分別對2個晶閘管的移相控制角進行控制就可以調節輸出電壓。單相交流調壓電路的主電路圖如下圖

圖1-1B 單相交流調壓主電路

1.5主電路器件的選擇

主電路中所用到得器件比較少，主要是200V單相交流電源，2個反并聯的晶閘管，還有一個阻感負載。其中2反并聯的晶閘管可用一個雙相晶閘管代替，阻感負載可以用一個電阻和一個電感串聯，也可以用一個串聯諧振代替2個反并聯的晶閘管。

晶閘管的選擇： 選擇正反向電壓

可控硅在門極無信號，控制電流Ig為0時，在陽(A)一一陰(K)極之間加(J2)處于反向偏置，所以，器件呈高阻抗狀態，稱為正向阻斷狀態，若增大UAK而達到一定值VBO，可控硅由阻斷突然轉為導通，這個VBO值稱為正向轉折電壓，這種導通是非正常導通，會減短器件的壽命。所以必須選擇足夠正向重復阻斷峰值電壓(VDRM)。在陽一一陰極之間加上反向電壓時，器件的第一和第三PN結(J1和J3)處于反向偏置，呈阻斷狀態。當加大反向電壓達到一定值VRB時可控硅的反向從阻斷突然轉變為導通狀態，此時是反向擊穿，器件會被損壞。而且VBO和VRB值隨電壓的重復施加而變小。在感性負載的情況下，如磁選設備的整流裝置。在關斷的時候會產生很高的電壓(∈=-Ldi/dt)，如果電路上未有良好的吸收回路，此電壓將會損壞可控硅器件。因此，器件也必須有足夠的反向耐壓VRRM。

可控硅在變流器(如電機車)中工作時，必須能夠以電源頻率重復地經受一定的過電壓而不影響其工作，所以正反向峰值電壓參數VDRM、VRRM應保證在正常使用電壓峰值的2-3倍以上，考慮到一些可能會出現的浪涌電壓因素，在選擇代用參數的時候,只能向高一檔的參數選取。

選擇額定工作電流參數

可控硅的額定電流是在一定條件的最大通態平均電流IT，即在環境溫度為+40℃和規定冷卻條件，器件在阻性負載的單相工頻正弦半波，導通角不少于l70℃的電路中，單相交流調壓電路的設計

當穩定的額定結溫時所允許的最大通態平均電流。而一般變流器工作時，各臂的可控硅有不均流因素。可控硅在多數的情況也不可能在170℃導通角上工作，通常是少于這一角度。這樣就必須選用可控硅的額定電流稍大一些，一般應為其正常電流平均值的1.5-2.0倍。選擇門極(控制級)參數

可控硅門極施加控制信號使它由阻斷變成導通需經歷一段時間，這段時問稱開通時間tgt，它是由延遲時間td和上升時間tx組成，tr是從門極電流脈沖前沿的某一規定起(比如門極電流上升到終值的90％時起)到通態陽極電流IA達到終值的10％那瞬為止的時間隔，tr是陽極電流從l0％上升到90％所經歷的時間。可見開通時間tgt與可控硅門極的可觸發電壓、電流有關，與可控硅結溫，開通前陽極電壓、開通后陽極電流有關，普通可控硅的tgt10μs以下。在外電路回路電感較大時可達幾十甚至幾百μs以上(陽極電流的上升慢)。在選用可控硅時，特別是在有串并聯使用時，應盡量選擇門極觸發特征接近的可控硅用在同一設備上，特別是用在同一臂的串或并聯位置上。這樣可以提高設備運行的可靠性和使用壽命。如果觸發特性相差太大的可控硅在串聯運行時將引起正向電壓無法平均分配，使tgt較長的可控硅管受損，并聯運行時tgt較短的可控硅管將分配更大的電流而受損，這對可控硅器件是不利的。所以同一臂上串或并聯的可控硅觸發電壓、觸發電流要盡量一致，也就是配對使用。

在不允許可控硅有受干擾而誤導通的設備中，如電機調速等，可選擇門極觸發電壓、電流稍大一些的管子(如可觸發電壓VGT>2V,可觸發電流IGT：>150mA)以保證不出現誤導通，在觸發脈沖功率強的電路中也可選擇觸發電壓、電流稍大一點的管。在磁選礦設備中，特別是舊的窄脈沖觸發電路中，可選擇一些VG、IG低一些的管子，如VGT<1.5V、IGT在≤100mA以下。可減少觸發不通而出現缺相運行。以上所述說明在某些情況下應對VGT和IGT參數進行選擇。(以上舉例對500A的可控硅參考參數)選擇關斷時間(tg)

可控硅在陽極電流減少為0以后，如果馬上就加上正向陽極電壓，即使無門極信號，它也會再次導通，假如在再次加上正向陽極電壓之前使器件承受一定時間的反向偏置電壓，也不會誤導通，這說明可控硅關斷后需要一定的時間恢復其阻斷能力。從電流過O到器件能阻斷重加正向電壓的瞬間為止的最小時聞間隔是可控硅的關斷時間tg，由反向恢復時間t和門極恢復時間t構成，普通可控硅的tg約150-200μs，通常能滿足一般工頻下變流器的使用，但在大感性負載的情況下可作一些選擇。在中頻逆轉應用，如中頻裝置、電機車斬波器，變頻調速等情況中使用，一定要對關斷時間參數作選擇，一般快速可控硅(即kk型晶閘管)的關斷時間在10-50μs，其工作頻率可達到1K-4KHZ；中速可控硅(即KPK型晶閘管)的關斷時間在60-100μs，其工作頻率可達幾百至lKHZ，即電機車的變頻頻率。晶閘管工作原理 單相交流調壓電路的設計

晶閘管由四層半導體（P1、N1、P2、N2）組成，形成三個結J1（P1N1）、J2（N1P2）、J3（P2N2），并分別從P1、P2、N2 引入A、G、K 三個電極，如圖6.0(左)所示。由于具有擴散工藝，具有三結四層結構的普通晶閘管可以等效成如圖6.0（下）所示的兩個晶閘管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）組成的等效電路。

圖1-2晶閘管原理圖 設計方案及選擇

由于題目要求輸出電壓范圍為0～100V，所以方案可選電阻性負載或阻感性負載。本電路采用單相交流調壓器帶阻感負載時的電路圖如圖2-1所示，在負載和交流電源間用兩個反并聯的晶閘管VT1，VT2相連。

圖2-1 電阻負載單相交流調壓電路 單相交流調壓電路的設計

3.1 主電路的設計

所謂交流調壓就是將兩個晶閘管反并聯后串聯在交流電路中，在每半個周波內通過控制晶閘管開通相位，可以方便的調節輸出電壓的有效值。交流調壓電路廣泛用于燈光控制及異步電動機的軟啟動，也用于異步電動機調速。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流之流電源中，也常采用交流調壓電路調節變壓器一次電壓。本次課程設計主要是 單相交流調壓電路的設計

研究單相交流調壓電路的設計。由于交流調壓電路的工作情況與負載的性質有很大的關系，因此下面就反電勢電阻負載予以重點討論。圖3-1分別為反電勢電阻負載單相交流調壓電路圖及其波形。圖中的晶閘管VT1和VT2也可以用一個雙向晶閘管代替。在交流電源U2的正半周和負半周，分別對VT1和VT2的移相控制角 進行控制就可以調節輸出電壓

圖3-1工作波形圖

正負半周?起始時刻（?=0），均為電壓過零時刻。在?t??時，對VT1施加觸發脈沖，當VT1正向偏置而導通時，負載電壓波形與電源電壓波形相同；在?t??時，電源電壓過零，因電阻性負載，電流也為零，VT1自然關斷。在?t????時，對VT2施加觸發脈沖，當VT2正向偏置而導通時，負載電壓波形與電源電壓波形相同；在?t?2?時，電源電壓過零，VT2自然關斷。當電源電壓反向過零時，由于反電動勢負載阻止電流變化，故電流不能立即為零，此時晶閘管導通角?的大小，不但與控制角?有關，而且與負載阻抗角?有關。兩只晶閘管門極的起始控制點分別定在電源電壓每個半周的起始點。穩態時，正負半周的相等，負載電壓波形是電源電壓波形的一部分，負載電流（電源電流）和負載電壓的波形相似。

3.2 控制電路的設計

3.2.1觸發信號的種類

晶閘管由關斷到開通，必須具備兩個外部條件：第一是承受足夠的正向電壓；第二是門極與陰極之間加一適當正向電壓、電流信號(觸發信號)。門極觸發信號有直流信號、交流信號和脈沖信號三種基本形式。

直流信號：

在晶閘管加適當的陽極正向電壓的情況下，在晶閘管門極與陰極間加適當的直流電

單相交流調壓電路的設計

壓，則晶閘管將被觸發導通。這種觸發方式在實際中應用極少。因為晶閘管在其導通后就不需要門極信號繼續存在。若采用直流觸發信號將使晶閘管門極損耗增加，有可能超過門極功耗；在晶閘管反向電壓時，門極直流電壓將使反向漏電流增加，也有可能造成晶閘管的損壞。

交流信號：

在晶閘管門極與陰極間加入交流電壓，當交流電壓uc=ut時，晶閘管導通。ut是保證晶閘管可靠觸發所需的最小門極電壓值，改變u。值，可改變觸發延遲角α。這種觸發形式也存在許多缺點，如：在溫度變化和交流電壓幅值波動時，觸發延遲角不穩定，可通過交流電壓u。值來調節，調節的變化范圍較小(00≤α≤900)。

3脈沖信號：

在晶閘管門極觸發電路中使用脈沖信號，不僅便于控制脈沖出現時刻，降低晶閘管門極功耗，還可以通過變壓器的雙繞組或多繞組輸出，實現信號的隔離輸出。因此，觸發信號多采用脈沖形式。3.2.2觸發電路設計

晶閘管觸發電路的作用是產生符合要求的門極觸發脈沖，保證晶閘管在需要要的時刻有阻斷轉為導通。廣義上講，晶閘管觸發電路往往還包括對其觸發時刻進行控制的相位控制電路，但這里專指脈沖的放大和輸出環節。晶閘管觸發電路應滿足下列要求：1）觸發脈沖的寬度應保證晶閘管可靠導通，對反電動勢負載的變流器應采用寬脈沖或脈沖列觸發； 2）觸發脈沖應有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應增加為器件最大觸發電流的3-5倍，脈沖前沿的陡度也許增加，一般需達1-2A/us；3）所提供的觸發脈沖應不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極伏安特性的可靠觸發區域之內；4）應有的抗干擾性能、溫度穩定性及與主電路的電氣隔離。

根據以上要求分析，采用KC05移相觸發器進行觸發電路的設計。KC05可控硅移相觸發器適用于雙向可控硅或兩只反向并聯可控硅的交流相位控制。KC05驅動電路如圖3-2所示：

圖3-2

KC05移相觸發器構成的觸發電路 單相交流調壓電路的設計

3.2.3總的電路圖

本次設計的總的電路圖如圖3-3所示系統原理圖如圖3-4所示

圖3-3 總電路圖

圖3-4系統原理方框

主電路其實是比較簡單的，一個均值為200V的電壓源，2個反并聯的晶閘管，還有一個阻感負載。觸發電路的設計相對復雜，不過其實觸發電路產生的觸發信號也可以用2個脈沖波代替，脈沖的周期與電源的周期相同，但是2個脈沖要錯開半個周期的時間，也就是0.01秒。

4單相交流調壓電路仿真結果及結果分析

4.1 仿真結果

本單相交流調壓電路仿真是在MATLAB軟件中的simulink環境下組建的電路模型，圖4-1為單相交流調壓電路的模型圖，圖中觸發脈沖g1和觸發脈沖g2分別是反向并聯晶閘管模塊VT1，VT2的觸發脈沖電路。

單相交流調壓電路的設計

圖4-1 單相交流電壓電路仿真電路圖

圖4-2 a=0度時，單相交流調壓電路波形

圖4-3 a=30度時，單相交流調壓電路波形

單相交流調壓電路的設計

圖4-4 a=60度時，單相交流調壓電路波形

圖4-5 a=90度時，單相交流調壓電路波形

圖4-6 a=150度時，單相交流調壓電路波形

單相交流調壓電路的設計

圖4-7 a=180度時，單相交流調壓電路波形

4.2 結果分析

上面圖4-2---圖4-7給出了?分別為0度、30度，60度，90度、150度和180度時單相交流調壓電路的純電阻負載的電壓和電流的仿真波形。

當晶閘管觸發控制角?=0時，U=U2，負載兩端的電壓U和流過其電流IRL的波形均為正弦波。當?>0時，U、Irl的波形為非正弦波，控制角?從0-180度范圍改變時，輸出電壓有效值U從U2下降到0，控制角?對輸出電壓U的移相可控區域是0---180度。把?角等于0度、30度，60度，90度、150度和180度分別代入下式

U??1????2U2sin?td??t??U212?12??212?sin2??

56????可求得

U0?U2U30=U2sin0????0??U2???6?1?U234?sin(2?6)?????3??U234???0.99U2

U60?U2U90?U212?sin(2?3)?????2??U2?2U23?0.9012?sin(2?2)?5?12?U20?1U22?0.71U150?U2 12?sin(2?)????512??U20?1U22?0.67111 單相交流調壓電路的設計

U180?U212???sin(2??)????U20?0?0

觀察圖4-2圖4-7的仿真波形，可得到隨著?角增大，負載兩端電壓U的波形的曲線部分的寬度越來越窄，則其有效值將不斷減小。

由此可知，理論分析與仿真結果是一致的。在Simulink 環境下利用電力系統模塊庫中的電力電子器件組建單相交流調壓純電阻電路，并對電路進行相應的理論分析和仿真實驗。仿真實驗結果表明，通過控制?角的大小，單相交流調壓電路能夠得到很好的調壓結果。單相交流電壓電路設計總電路圖如圖5-1

圖5-1單相交流電壓電路總電路圖 單相交流調壓電路的設計

總 結

通過電力電子技術課程設計，我加深了對課本專業知識的理解，平常都是理論知識的學習，在此次課程設計中，真正做到了自己查閱資料、完成一個基本匯編程序的設計。在此次的設計過程中，我更進一步地熟悉了單相交流調壓電路的原理以及觸發電路的設計。當然，在這個過程中我也遇到了困難，通過查閱資料，相互討論，我準確地找出錯誤所在并及時糾正了，這也是我最大的收獲，使自己的實踐能力有了進一步的提高，讓我對以后的工作學習有了更大的信心。通過這次課程設計使我懂得了只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設計，把以前所學過的知識重新溫故，鞏固了所學的知識。

通過單相半波交流電路的設計，使我加深了對整流電路的理解，讓我對電力電子該課程產生了濃厚的興趣。對于一個電路的設計，首先應該對它的理論知識很了解，這樣才能設計出性能好的電路。整流電路中，開關器件的選擇和觸發電路的選擇是最關鍵的，開關器件和觸發電路選擇的好，對整流電路的性能指標影響很大。在這次課程設計過程中，碰到的難題就是對晶閘管的相關參數的計算，因為在學習中沒能很好的系統的總結晶閘管相關知識。在整個課程設計中貫穿的計算過程沒能很好的把握。在今后的學習中要認真總結經驗，對電力電子課程進行補充。為以后深入的學習自動化專業做鋪墊。通過這次課程設計我對于文檔的編排格式、原理圖波有了一定的了解，這對于以后的畢業設計及工作需要都有頗大的幫助，在完成課程設計的同時我也在復習一遍電力電子技術這門課程，把以前一些沒弄懂的問題基本掌握了。

單相交流調壓電路的設計

參考文獻

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致 謝

感謝指導王老師為期一周的悉心指導，在這次設計中，使我了解了和學到了許多書本所沒有的東西，擴充了自己的知識，開發了自己的思考能力，提高了自己在制作實物過程中的動手能力。比如說，WORD的應用，matlab的應用，現在終于可以很熟練的使用這個軟件了，這對我以后做課程設計是有非常大的幫助的。因為必須完成課程設計，所以必須在網上，在書上找相關的資料，這讓我花了大量的時間，在這些時間里，讓我體會到了學習的充實的快樂，也讓我在現實中把書本上的知識學習的更完善。感謝石老師可以給我這樣的機會去學習，去鍛煉，希望以后的學習中，會有更多這樣的機會。

第二篇：單相半波整流電路教案

單相半波整流電路教案

課題：單相半波整流電路

教學目標：利用實物展示、掛圖和演示實驗現象來引導學生理解整流的概念和作用，激發學生的興趣，促進教育學的配合。

能力目標：幫助學生掌握單相半波整流電路的結構、工作原理及負載電壓和電流的計算。

培養學生分析和檢修整流電路故障的能力。

教學重點和難點

單相半波整流電路的工作原理分析，輸出電壓極性和波形分析及負載直流電壓電流的計算。

課前教具準備

1N4007小功率整流二極管一只、手機充電器及其配套鋰電池、教學方法

實物展示法、實驗演示法、講練結合法、啟發誘導法

教學活動

一：復習提問：

（1）：教師拿出一個1N4007的小功率整流二極管復習半導體二極管的結構與符號。（2）：提問二極管的單向導電性并請同學們畫出二極管的正、反向偏置電壓的電路圖。

二：導入新課：

（一）：師生互動環節（教師展示手機充電器對鋰電池充電過程）

師：同學們我們現在使用的手機鋰電池的低壓直流電能是從哪里得來的呢？ 生：是手機充電器供給的（學生異口同聲的回答）

師：是的。充電器直接引入的是市電220V，50HZ的交流電能，而手機鋰電池需要存儲的是低壓直流電能，那么請同學們思考下充電器是如何給鋰電池充電的呢？ 生：先降壓后變換（少數學生能回答）

師：對了。所以今天這兩堂課我們就要一起來學習如何將電網中220V、50HZ的交流電能變換成脈動的低壓直流電能--------單相半波整流電路（板書）

（二）：引出課題：

（板書）整流：將交流電壓變換成脈動的直流電壓。（板圖）

三：講授新課：

0

（一）：單相半波整流電路的結構與工作原理（板書）

教師提示：“單相”一詞是指輸入整流電路的交流電是單相交流電。而“半波”一詞同學們可在下面講授的半波整流原理中自己總結，到時老師請同學們回答。（任務驅動法教學可集中學生的聽課注意力）1：電路結構組成（板書）（板圖）

分析各元器件的作用：

（1）電源變壓器T：將220V交流電壓變換為整流電路所要求的低壓交

流電壓值。（2）：整流二極管V：利用二極管的單相導電性進行整流。（5）：負載RL：是某一個具體的電子電路或其它性質的負載。

2：工作原理（板書）教師引導：輸入整流電路的交流電壓來自于電源變壓器的二次繞組輸出端，在分析整流原理時應將交流電壓分成正、負半周兩種情況來考慮。另外為了分析方便，變壓器T應假設為無損耗的理想元件，整流二極管V應為理想二極管，負載為純電阻性負載。

（1）：單相半波整流電路的整流原理（板書）

整流過程的核心就是利用整流二極管的單向導電性。注：圖中的燈只是用來檢驗整流二極管的導通與截止的情況，在實際電路中人眼時看燈滅的情況，在這里目的是讓學生更好地理解整流二極管截止的現象。

（2）：V導通時的電流回路分析（板書）

教師提問：①：上面分析了半波整流電路的工作原理，由此可以回答什么是半波整流。（請學生回答）

②：若在上面圖中把整流二極管V極性對調后整理電路的原理又怎樣分析呢？（給1分鐘時間學生自行分析后再講解，起到了舉一反三的作用）

探究活動：通過整流二級管導通時電流的分析，可以進一步理解整流電路的工作原理，同時有利于整流電路的故障分析和檢修。在整流電路回路中任意一個點出現開路故障都將造成無電流輸出。（設置幾個開路和短路故障，要求學生分析和排除故障現象，提高學生解決實際問題的能力。）（3）：輸出電壓極性與電壓電流波形分析(板書)設變壓器：次級繞組電壓為：

u2(t)?2U2sin?t

分析內容：整流電路輸出電流由上而下流過負載RL，在RL上的壓降為輸出電壓UL，因為輸出電壓為單向脈動的直流電壓，所以它有正負極性，在RL上輸出上正下負的電壓。

探究活動：將整流二極管V極性對調后輸出電壓極性與電壓電流的波形又是怎樣呢？（學生自行分析）

（二）：負載電壓、電流計算與整流二極管的選取（板書）

1：負載電壓電流計算（板書）

由輸出電壓極性與電壓電流波形分析可知，負載所得半波整流電壓雖然方向不變，但大小總是隨時間變化，數學理論可證明輸出直流電壓UL為一個周期內電壓的平均值（半波整流電壓的平均值是交流電壓峰值的1?倍）即：

輸出電壓：U2 ?2?U2≈0?45U2(板書)

輸出電流:IL?ULU?0?452（板書）RLRL2：整流二極管的選取

在電路圖中分析可知整流二極管截止時所承受的最高反向電壓為u2的峰值即：可見選URM?2U2,整流二極管在正向導通時最大的整流電流IOM應大于負載電流IL，用整流二極管應: IOM>IL(板書)URM>2U2(板書)3：講解例題（利用PPT展示）

通過例題講解可以幫助學生掌握選用整流二極管的方法。

四：課堂小結：

（1）：單相半波整流電路廣泛應用于電工電子技術中，其整流的原理是利用二極管的單向導電性。

（2）：由于半波整流電路所采用元器件較少，所構成的電路簡單、成本低，但從輸出電壓的波形圖上可以看出輸出的直流電壓低、脈動大，變壓器一半的時間未利用，所以效率較低，只適用于對脈動要求不高的場合。（可引導學生小結）

（3）：在選用整流二極管時應重點考慮最大的整流電流和最高的反向工作電壓。

五：板書板圖設計

單相半波整流電路

整流：將交流電壓變換成脈動的直流電壓。

（一）：單相半整流電路的結構與工作原理

1：電路結構組成

2：工作原理（1）：單相半波整流電路的整流原理

（2）：V導通時的電流回路分析

（3）：輸出電壓極性與電壓電流波形分析

（二）：負載電壓、電流計算與整流二極管的選取 1：負載電壓電流計算

輸出電壓：U2 ?2?U2≈0?45U2

輸出電流:IL?ULU?0?452 RLRL2：整流二極管的選取

IOM>IL URM>2U2

第三篇：單相半波整流電路教案

單相半波整流電路教案[1].txt愛情是彩色氣球，無論顏色如何嚴厲，經不起針尖輕輕一刺。一流的愛人，既能讓女人愛一輩子，又能一輩子愛一個女人！本文由俺村俺最窮na貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

單相半波整流電路教案

課程名稱： 《電子電路基礎》 適用專業層次：中技電子技術專業 所用教材： 《電子電路基礎》勞動第二版 所需課時數：2 課時

教材分析

在小功率整流電路中，單相半波整流電路憑借其電路結構簡單的特點廣泛應用于電工電 子技術中。學好本節的內容將為后續課程內容單相全波整流電路、單相橋式整流電路、倍壓 整流電路打下良好的基礎； 同時也是教材前面半導體二極管知識的一個重要應用，所以本節 內容在順序安排上起到了承上啟下的作用。本節主要介紹了單相半波整流電路的結構、工作 原理以及負載電壓和電流，在講授時教師應吃透教材，深入淺出，利用實驗現象、掛圖形像 直觀地幫助學生掌握本節知識，并設計問題給學生以啟迪。

學生分析

電子電路理論普遍具有抽象性，而我們中職類學生基礎較薄弱，所以中技生在學習基礎 理論的過程就較吃力，針對這一特點，本人直接通過實驗的方法，利用直觀現象來激發學生 的學習興趣，集中學生的聽課注意力。在講授本節內容時，本人在課堂上親自演示用示波器 測量單相半波整流電路的輸入輸出波形，學生可直觀波形，對比波形來理解整流的作用和目 的。另外結合整流電路應用于日常生活的電器（例如手機、MP3 的充電器）來激發學生的 學習整流電路的興趣；在講授整流原理時進行講練結合，用任務驅動法展開教學。整個教學 過程中應充分利用插圖并通過教師的示范及學生親自動手分析等，使學生逐步掌握分析電路 的技能．要注意教給學生分析電路的方法，提高演示實驗的可見度。在演示實驗時最好邊講 解，邊操作．教師的演示將對學生起示范作用，因此要注意操作的規范性。

教學目標與價值觀 教學目標與價值觀

情感目標：利用實物展示、掛圖和演示實驗現象來引導學生理解整流的概念和作用，激發學 生的興趣，促進教育學的配合。能力目標：幫助學生掌握單相半波整流電路的結構、工作原理及負載電壓和電流的計算。價 值 觀：培養學生分析和檢修整流電路故障的能力。

教學重點和難點

單相半波整流電路的工作原理分析，輸出電壓極性和波形分析及負載直流電壓電流的 計算。

課前教具準備 課前教具準備 教具

1N4007 小功率整流二極管一只、手機充電器及其配套鋰電池、示波器和事先制作好 的單相半波整流電路、掛圖 2 張

教學方法

實物展示法、實驗演示法、講練結合法、實物展示法、實驗演示法、講練結合法、啟發誘導法

教學活動

一：復習提問（約 3 分鐘）0（1）：教師拿出一個 1N4007 的小功率整流二極管復習半導體二極管的結構與符號。（2）：提問二極管的單向導電性并請同學們畫出二極管的正、反向偏置電壓的電路圖。

二：導入新課（約 10 分鐘）

（一）：師生互動環節（教師展示手機充電器對鋰電池充電過程）

師：同學們我們現在使用的手機鋰電池的低壓直流電能是從哪里得來的呢？ 生：是手機充電器供給的（學生異口同聲的回答）師：是的。充電器直接引入的是市電 220V，50HZ 的交流電能，而手機鋰電池需要存儲的是 低壓直流電能，那么請同學們思考下充電器是如何給鋰電池充電的呢？ 生：先降壓后變換（少數學生能回答）師：對了。所以今天這兩堂課我們就要一起來學習如何將電網中 220V、50HZ 的交流電能變 換成脈動的低壓直流電能單相半波整流電路（板書）

（二）：教師演示實驗環節

教師將準備好的單相半波整流電路接入 220V 電網中，用示波器分別測量整流電路降壓 后的輸入交流電的波形和輸出低壓直流電的波形，讓學生觀察實驗現象，比較輸入低壓交流 電和輸出低壓直流電波形的變化，從而來理解單相半波整流電路的功能。

（板書）整流：將交流電壓變換成脈動的直流電壓。（板圖）

分鐘）三：進行授課（約 71 分鐘）

（一）：單相半波整流電路的結構與工作原理（板書）（約 43 分鐘）

教師提示： “單相”一詞是指輸入整流電路的交流電是單相交流電。而“半波”一詞同 學們可在下面講授的半波整流原理中自己總結，到時老師請同學們回答。（任務驅動法 教學可集中學生的聽課注意力）1：電路結構組成（板書）（板圖）

分析各元器件的作用：（1）電源變壓器 T：將 220V 交流電壓變換為整流電路所要求的低壓交 流電壓值。1（2）：整流二極管 V：利用二極管的單相導電性進行整流。（5）：負載 RL：是某一個具體的電子電路或其它性質的負載。2：工作原理（板書）教師引導： 輸入整流電路的交流電壓來自于電源變壓器的二次繞組輸出端，在分析整流 原理時應將交流電壓分成正、負半周兩種情況來考慮。另外為了分析方便，變壓器 T 應假 設為無損耗的理想元件，整流二極管 V 應為理想二極管，負載為純電阻性負載。（1）：單相半波整流電路的整流原理（板書）整流過程的核心就是利用整流二極管的單向導電性。（掛圖）注： 圖中的燈只是用來檢驗整流二極管的導通與截止的情況，在實際電路中人眼時看燈 滅的情況，在這里目的是讓學生更好地理解整流二極管截止的現象。

（2）導通時的電流回路分析（板書）：V（掛圖）

教師提問：①：上面分析了半波整流電路的工作原理，由此可以回答什么是半波整流。（請 學生回答）②：若在上面圖中把整流二極管 V 極性對調后整理電路的原理又怎樣分析 呢？（給 1 分鐘時間學生自行分析后再講解，起到了舉一反三的作用）探究活動：通過整流二級管導通時電流的分析，可以進一步理解整流電路的工作原理，同時有利于整流電路的故障分析和檢修。在整流電路回路中任意一個點出現開路故障都將造 成無電流輸出。（設置幾個開路和短路故障，要求學生分析和排除故障現象，提高學生解決 實際問題的能力。）（3）

：輸出電壓極性與電壓電流波形分析(板書)（板圖）

設變壓器：次級繞組電壓為： u 2(t)= 2U 2 sin ωt 分析內容：整流電路輸出電流由上而下流過負載 RL，在 RL 上的壓降為輸出電壓 UL，因為輸出電壓為單向脈動的直流電壓，所以它有正負極性，在 RL 上輸出上正下負的電壓。探究活動：將整流二極管 V 極性對調后輸出電壓極性與電壓電流的波形又是怎樣呢？（學生自行分析）

（二）：負載電壓、電流計算與整流二極管的選取（板書）（約 28 分鐘）

1：負載電壓電流計算（板書）由輸出電壓極性與電壓電流波形分析可知，負載所得半波整流電壓雖然方向不變，3 但大小總是隨時間變化，數學理論可證明輸出直流電壓 UL 為一個周期內電壓的平均值（半 波整流電壓的平均值是交流電壓峰值的 1 π

倍）即：

輸出電壓： U 2 = 輸出電流: I L = 2 π

U 2 ≈ 0 45U 2(板書)UL U = 0 45 2（板書）RL RL 2：整流二極管的選取 在電路圖中分析可 知整流二極管截止時所 承受的最高反向電壓為 u 2 的 峰值即： U RM = 2U 2 ,整流二極管在正向導通時最大的整流電流 I OM 應大于負載電流 I L，可見選

用整流二極管應: I OM > I L(板書)U RM > 2 U 2(板書)3：講解例題（教材 P193 例題 1）

通過例題講解可以幫助學生掌握選用整流二極管的方法。

分鐘）四：課堂小結（約 6 分鐘）

（1）單相半波整流電路廣泛應用于電工電子技術中，： 其整流的原理是利用二極管的單 向導電性。（2）：由于半波整流電路所采用元器件較少，所構成的電路簡單、成本低，但從輸出電 壓的波形圖上可以看出輸出的直流電壓低、脈動大，變壓器一半的時間未利用，所以效率較 低，只適用于對脈動要求不高的場合。（可引導學生小結）（3）：在選用整流二極管時應重點考慮最大的整流電流和最高的反向工作電壓。

五：板書板圖設計 板書板圖設計 板圖

單相半波整流電路

整流：將交流電壓變換成脈動的直流電壓。

（一）：單相半整流電路的結構與工作原理 4 1：電路結構組成

2：工作原理（1）：單相半波整流電路的整流原理 掛圖）（掛圖）

（掛圖）掛圖）（2）導通時的電流回路分析 ：V（3）：輸出電壓極性與電壓電流波形分析 5

（二）：負載電壓、電流計算與整流二極管的選取 1：負載電壓電流計算 輸出電壓： U 2 = 輸出電流: I L = 2 π

U 2 ≈ 0 45U 2 UL U = 0 45 2 RL RL 2：整流二極管的選取 I OM > I L U RM > 2 U 2 6 1

第四篇：《單相橋式整流電路》說課稿

《單相橋式整流電路》教學設計

西華一職專 李素珍

一、教材分析：

1．地位和作用： 本節內容選自陳其純編著的《電子線路》§1.2.2內容,此內容既是第一章的重點和難點，也是整個教材的重點，教材的第一節介紹了晶體二極管的結構與特性，而整流電路正是晶體二極管單向導電性的具體應用，其中橋式整流電路應用最為廣泛。同時，該內容也是單相半波和變壓器中心抽頭式全波整流電路的繼續和后面濾波、穩壓電路的基礎。因此，本節課的內容就顯得尤為重要。

2．學生現狀：所任班的學生，為計算機專業二年級的學生,與平行班相比，學生學習習慣總體較好，相關的課程《電工基礎》剛學完，由于《電子線路》這門專業課本身的特點，入門難，學生又是剛開始學，學生在學習過程中普遍感到困難，有少數學生學習較被動，還未掌握好一定的學習方法。

3．學習目標及確立依據

（1）學習目標（見教案）

（2）確立依據：

首先根據現行教學大綱的要求，電路組成、整流工作原理及整流電路的計算是學生必須掌握的內容，由此確立了學習目標的（1）、（2）、（3）點。而根據學生的現狀，學生雖有一定的學習能力，但學習方式仍較被動，還處于一種簡單的記憶、接受和模仿的階段，為了使學生的學習方式有所改變，引導學生主動參與、獨立思考，學會合作探究、與人交流，從而提高學生主動獲取新知識、分析和解決問題的能力，故確立了學習目標第（4）點。

4．教學重點與難點：

根據大綱及學生的實際情況確立了本節課的重點和難點。整流電路工作原理的分析需要學生在理解二極管的單向導電性的基礎上，根據電位的高低判斷二極管的狀態，從而準確畫出整流電流通路，此為分析電壓和電流波形、計算負載上電壓和電流及二極管選擇的關鍵所在。而這又需要學生有一定的運用知識的能力，故工作原理的分析既是難點也是重點。

二、教學設計理論基礎及研究重點：

1．教學設計理論基礎：（1）建構主義的教學理論，更加強調學習者的主觀認識，更加重視建立有利于學習者主動探索知識的情境，始終保持教師與學生、學生與學生之間有效的互動過程。（2）根據探究教學理論，學生學習應在教師指導下運用探究的方法學習，讓學生能夠主動獲取知識，從而發展學生的能力，培養學生的創新精神和實踐能力。

2．研究重點與教學模式及方法：

本節課采用的是“達標式問題情景的創設”的教學模式，該模式的關鍵是如何創設問題情境，故研究重點是問題情境的創設。《電子線路》課由于其理論性強，抽象不易理解，學生普遍感到難學，為了分解難點，創設便于學生學習的問題情境，通過一個個問題的解決，激發學生的求知欲望和學習興趣，引導學生進入探索、認識、解決問題的情境，從而提高學生的自主學習的能力，加強學生的創新意識。

本節課采用啟發講授、實驗演示、討論、練習等教學方法。

三、教學過程的設計：

（一）復習導入

設計了2個復習練習，對于復習題2，通過列表比較，讓學生掌握兩個整流電路的計算，這既是上節課的重點內容，也是本節課學生學習的基礎；同時從變壓器中心抽頭式整流電路存在的缺點，提出問題，如何改進？由此自然引入新課。

（二）新課內容

1、電路

由單相半波、變壓器中心抽頭式整流電路作為基礎，將電路直接呈現給學生，并讓學生與相關課程《電工基礎》中的電橋電路進行比較。

2、工作原理

（1）工作過程分析，以問題引導，由學生通過小組討論，先判別出哪些二極管導通、哪些二極管截止，從而畫出相應的電流通路，這樣可以加強學生相關知識的運用，學會自主學習。

（2）工作波形和電路的計算，建立在工作過程分析的基礎上，引導學生與前續知識進行比較得出，其中整流二極管承受的反向電壓是學生不易理解的內容,在學生充分思考討論的基礎上，借助多媒體突破該難點，同時為了增強學生的感性認識，對工作波形進行了實驗演示，來驗證理論分析，這樣不僅符合直觀性的原則，而且培養了學生的觀察與分析比較的能力，也體現了專業課的特點，這正是學生在學習過程中必須要注意的問題。

（3）理論與實踐的結合，重要的一點就是與實際應用相結合，故在橋式整流電路的教學中，介紹了半橋堆和全橋堆的應用，并提出實際應用中可能會碰到的問題，讓學生通過問題的解決，提高知識的應用能力。

以上的教學過程是通過問題情境的創設，來激發學生主動地聯想、想像和思維，以獲得某種形象或思維成果，使學生產生某種情感的體驗，從而有效地調控教學情況，創設和諧的教學氛圍，使教學內容觸及學生的情緒和意志領域，使學生把學習活動變成自己精神的需要，教師在與學生的合作中接納學生獨到的見解、從而培養學生的創新意識，而問題情境的創設也是本節課的研究重點。

（三）練習

為了提高學生的學習能力，加強學生對知識的理解，練習貫穿于整個教學過程中，形式上多樣，注重練習的典型性、有針對性，并聯系實際，解決應用中的一些實際問題。

（四）小結

對應學習目標，總結學習的重點，并讓學生參與其中，以列表比較的形式歸納，從而將本節的內容納入已有的知識系統中，疏理知識點，使知識點系統化，并且引導學生總結學習方法，讓學生轉變學生觀念，學會自主學習。

（五）作業

根據所教內容，結合學生實際情況，以課本習題為主，對于課本中較難的題作為選做題。

第五篇：單片機課程設計完整電路

十字路口交通燈總電路
DIG1 2位位位位位位 DIG2 2位位位位位 位 DIG3 2位位位位位位 DIG4 2位位位位位 位 D1

f e

a g d

b f ce
dp

a g d b c
D1 D2
dp

f e

a g d

b f ce
dp

a g d b c
D1 D2
dp

f e

a g d

b f ce
dp

a g d b c
D1 D2
dp

f e

a g d

b f ce
dp

a g d b c
D1 D2
dp

R1 1K R3 1K VCC

D3 D5 R5 LED R7 LED 1K R9 1K 1K D7 D9

路路路路路路 R2
D11 D6 D5 D4 D3 D2 D1 1K R4 1K VCC

D2 D4 D6 R6 LED R8 LED 1K R10 1K 1K D8 D10 D12 D6 D5 D4 D3 D2 D1

LED R11 LED 1K LED LED C1

LED R12 LED 1K LED LED DB1 1 6 2 7 3 8 4 9 5 DB9

dp g f e d c b a

dp g f e d c b a

dp g f e d c b a

10 5

10 5

10 5

dp g f e d c b a 2 9 8 3 1 4 6 7 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00

DIG1 DIG2

DIG1 DIG2

DIG3 DIG4

DIG3 DIG2

P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00

P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00

P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00

10 5

2 9 8 3 1 4 6 7

2 9 8 3 1 4 6 7

2 9 8 3 1 4 6 7

P0(0..6)

C2 U2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 T2/P1.0 T2EX/P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 89c52 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 GND STC89C52 GND VCC P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 104C4 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 C5 GND 104 104 OUT IN 1 2 3 4 5 6 7 8

U1

104 16 15 14 13 12 11 10 9
MAX232

C3 104 GND

OUT IN

時 時 路 路路 路

C1+ Vcc Vs+ GND C1_ T1OUT C2+ R1IN C2_ R1OUT Vs_ T1IN T2OUT T2IN R2IN R2OUT M AX232

TXD RXD GND

SW1 VCC RET R13 1OK
+

下載電路
VCC D6 D5 D4 D3 D2 D1 P21 P20 P20 R14 100 R15 100 R16 100 R17 100

復位路路

GND C6

RET 10u CRY1 P36 P37 XTAL2 XTAL1

XTAL1

XTAL2 C7 12M C8 30p

時時 路 路

30p

Q1 NPN

GND SW2 1 2 3 4 VCC SW 1K

主主路路
D13

P21

Q2 NPN P36

Q3 NPN

P37

Q4 NPN

DIG1

DIG2

DIG3

D esgned B y 褚凱 i 電信01 電信01 0904030107

USB1 VCC 2 3 GND USB

R18 GND LED

路 電 路路
GND

位 位 位數 數 路 路

DIG4