电感滤波电路的制作与检测

1．7．1 任务目标

(1)掌握电感滤波电路的构成和基本工作原理。

(2)能制作出电感滤波电路并能进行检测。

1．7．2 基础知识

电感滤波电路的组成与工作原理

1．7．2．1 电路结构

在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。如图1-7-1所示。

图1-7-1 单向桥式电感滤波电路

1．7．2．2 工作原理

在桥式整流电路中，当u2处于正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后u2不到90°。当u2超过90°后开始下降，电感上的反电动势有助于D1、D3继续导电。当u2处于负半周时， D2、D4导电，变压器副边电压全部加到D1、D3两端，致使D1、D3反偏而截止，此时，电感中的电流将经由D2、D1提供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3; D2、D4的导通角[1]θ都是180°，这一点与电容滤波电路不同。

图1-7-2 电感滤波电路波形图

已知桥式整流电路二极管的导通角是180°，整流输出电压是半个正弦波，其平均值约为0．9U2。电感滤波电路，二极管的导通角也是180°，当忽略电感器L的电阻时，负载上输出的电压平均值也是0．9U2。如果考虑滤波电感的直流电阻R，则电感滤波电路输出的电压平均值UO(AV)为

要注意电感滤波电路的电流必须要足够大，即RL不能太大，应满足ωL≥RL，此时IO(AV)可用下式计算

IO(AV)=0．9U2/RL

由于电感的直流电阻小，交流阻抗很大，因此直流分量经过电感后的损失很小，但是对于交流分量，在ωL和R分压后，很大一部分交流分量降落在电感上，因而降低了输出电压中的脉动成分。电感L愈大，RL愈小，则滤波效果愈好，所以电感滤波适用于负载电流比较大且变化比较大的场合。采用电感滤波以后，延长了整流管的导通角，从而避免了过大的冲击电流。

1．7．2．3 电感滤波电路的特点

(1)优点

①电感滤波的外特性和脉动特性好。

②电感滤波电路整流二极管的导通角θ=π。

③电感滤波输出电压较电容滤波为低。故一般电感滤波适用于输出电压不高，输出电流较大及负载变化较大的场合。

(2)缺点

电感铁芯笨重、体积大，易引起电磁干扰。

1．7．3 技能实训

电感滤波电路的制作与检测

1．7．3．1 实训目标

(1)增强专业意识，培养良好的职业道德和职业习惯。

(2)熟悉电感滤波电路及其工作原理。

(3)会熟练使用常用电子仪器仪表。

(4)能正确装接电路，能对电路作相应的调试。

1．7．3．2 实训器材

(1)万能板1块。

(2)双踪示波器、自耦变压器各1台。

(3)万用表1块、毫安表1块。

(4)整流二极管1N40074只，47Ω/1A电阻1个，电感300m H1个，导线若干。

1．7．3．3 实训内容与步骤

(1)识别与检测元器件，若有元器件损坏，请说明情况。

(2)在万能板上按图1-7-3连接好电路，自耦变压器外置，且输出置零电位。

图1-7-3 单相桥式整流电感滤波电路图

(3)电路调试

①接通工频正弦交流电源，调节自耦变压器使其输出电压为16V。

②用万用表测量各测试点的电压，记入表1-7-1中。

③用示波器观察输入输出波形，记入表1-7-1中。

表1-7-1 电感滤波电路的实测数据(f=50Hz，U2=16V)

若测试输出电压的结果与估算值有误差，分析产生误差的原因 _______;

若测试输出电压的结果与估算值有误差且相差很大，分析产生故障的原因 _______。

1．7．3．4 实训注意事项

(1)自耦变压器不是安全变压器，在使用时一定要注意: 原副绕组严禁对调使用，相线与零线不能接错，输出调压从零开始，使用结束后恢复零位。

(2)电路装接时，整流管、电感不能接错，以免损坏元器件，甚至烧毁电路。

(3)电路装接好之后，才可通电，不能带电改装电路。

(4)负载电阻RL不能过小，更不允许短路，以免烧毁毫安表。

(5)在调节自耦变压器以获得所需u2时，可将万用表打到对应交流电压挡，一只表笔固定到交流侧接地点，手持另一只表笔测u2有效值，另一只手调节旋钮。

(6)电感滤波时必须注意防止电感线圈的感应电压损坏器件。

1．7．3．5 实训考核

电感滤波电路的制作与检测考核评价如表1-7-2所示。

表1-7-2 考核评价表

续表1-7-2

注: 各项本分扣完为止。

1．7．3．6 实训思考

(1)电感滤波电路适用于电阻值大一些的还是小一些的负载? 为什么?

(2)为什么电感滤波电路在负载突然减小或开路时会损坏元器件?