单相不控整流电路

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单相桥式半控整流电路

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七、小结
THANK YOU
图2 单相桥式半控整流电路，阻感负载时的电路及波形
三、单相桥式半控整流电路失控现象
➢若负载两端无续流二极管，则当α突然
增大至180或触发脉冲丢失时，会发
生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮
流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为
零，其平均值保持恒定，称为失控。
（见图3）
图3 单相半控桥电感性负载不接续流二极管的情况分析
四、单相桥式半控接续流二极管整流电路
➢有续流二极管 VDR 时，续流过程由 VDR完成，晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。
图4单相桥式半控整流电路接续流二极管的电路及波形
单相桥式半控整流电路
一、单相桥式半控整流电路（不接续流二极管）
单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，为了对每个导电回路进行控制，只需1个晶闸管就可以了，另1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。如此即成为单相桥式半控整流电路。（该电路未接续流二极管）
图1 单相桥式半控带感性负载电路
五、接续流二极管整流电路数量关系
➢晶闸管和二极管电流有效值 ➢续流二极管电流有效值 ➢变压器二次侧电流有效值

单相半波不可控整流电路二极管导通

2
0
0
=
2U2
0.45U2
Io= Uo /RL =0.45 U2 / RL
二极管上的平均电流及承受的最高反向电压： uD D T a i uD u1
o
u2 b
RL
uo
t 0 2
UDRM
二极管上的平均电流：承受的最高反向电压:
ID = I O
UDRM=
2U2
2、单相半波可控整流电路
1)带电阻负载的工作情况
5. 波形系数
波形系数：有效值和平均值的比值。
Kf = ITn / IT（AV）
在额定情况下，波形系数Kf = ITn / IT（AV）=1.57
对于一只额定电流IT（AV） =100A的晶闸管，允许的电流有效值应该为Kf IT（AV）=157A（考虑正弦半波波形系数）。
不同的电流波形，有不同的平均值与有效值，波形系数也不同。
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。 ■整流电路的分类 ◆按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 ◆按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 ◆按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 ◆按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。
—— 指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不

单相整流电路原理

单相整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。它由一个变压器、一个整流电路和一个滤波电路组成。整流电路的作用是将交流电转换为脉动的直流电，而滤波电路的作用是将脉动的直流电平滑成为纯直流电。

单相整流电路中的变压器是将输入的交流电压降低到适合进行整流的电压级别。它由一个一次线圈和一个二次线圈组成，输入相电压通过一次线圈，输出电压则通过二次线圈。变压器的工作原理是基于电磁感应定律。当一次线圈中产生交流电流时，二次线圈也会感应到电流，从而实现电压的降低或升高。

整流电路的作用是将交流电转换为脉动的直流电。它包含一个二极管桥，由四个二极管组成，二极管桥的作用是将正半周期的交流电转换为正向的脉动直流电，同时将负半周期的交流电转换为反向的脉动直流电。在正半周期中，二极管桥中连接的两个二极管导通，从而将电流导向输出端；而在负半周期中，另外两个二极管导通，将电流导向输出端，从而实现整流的功能。

滤波电路的作用是将脉动的直流电平滑成为纯直流电。它使用电容器将脉动电压平滑成为平稳的直流电压。当电容器被连接到整流电路的输出端时，它开始充电，当电压达到峰值时，电容器对交流电信号具有很低的阻抗，从而将交流信号绕过电容器，将直流信号滤除。当交流信号下降到0时，电容器开始放电，并补充直流电源，以保持输出电压的稳定。

单相整流电路的原理可以通过以下几个步骤来解释。首先，交流电在变压器中降低或升高电压级别。然后，整流电路将交流电转换为脉动的直流电。接下来，滤波电路将脉动的直流电平滑成为纯直流电。最后，纯直流电可以用于供电、充电以及其他需求。

单相桥式半控整流电路实验

实验二单相桥式半控整流电路实验

一．实验目的

1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。2．熟悉MCL—05组件锯齿波触发电路的工作。

3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二．实验线路及原理

见图4-6。

三．实验内容

1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

3．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。

四．实验设备及仪器

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．MCL—05组件或MCL—05A组件

5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．MEL—02三相芯式变压器。

7．二踪示波器

8．万用电表

五．注意事项

1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路

形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤

（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压U ct =0时，接通主电源。然后逐渐增大U ct ，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把U ct 降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

3．注意示波器的使用。

4．MCL —33（或MCL —53组件）的内部脉冲需断开。

单相桥式半控整流电路(阻感性负载不带续流二极管)(精)

单相桥式半控整流电路

电路选择在 MATLAB 软件中搭建实验模拟电路,在模拟电路中仿真并且观察各数据的波形。元件可以从 MATLAB 软件的 Simulink 和 Power System元件库中的找到有关元件。

一、单相桥式半控整流电路原理图及原理

单相桥式半控整流电路原理图如下:

L u2

二、单相桥式半控整流电路工作原理

1、若是感性负载,当 u2在正半周时,在ωt =α处给晶闸管 VT1加触发脉冲, VT1导通后,电流从 u2正端→ VT1→ L → R → VD4→ u2负端向负载供电。 u2过零变负时,因电感 L 的作用使电流连续, VT1继续导通。但 a 点电位低于 b 点,使电流从 VD4转移至 VD2, VD4关断,电流不再流经变压器二次绕组,而是经 VT1和VD2续流,则 ud=0。

2、在 u2负半周ωt =π+α时刻触发 VT3使其导通,则向 VT1加反压使之关断, u2经VT3→ L → R → VD2→ u2端向负载供电。 u2过零变正时, VD4导通, VD2关断。 VT3和 VD4续流, ud 又为零。此后重复以上过程。

三、单相桥式半控整流电路仿真电路建模

在 MATAB 软件中建立的单相桥式半控整流电路的仿真图

图 1 单相桥式半控整流电路原理图

图 2 单相桥式半控整流电路建摸图四、仿真电路中各参数的设置

1、晶闸管的参数设置

图 3 晶闸管的参数

、交流电源参数的设置

图 4 交流电源的参数 3、晶闸管触发脉冲的参数设置图 5 第一个脉冲的参数设置

图 6 第二个脉冲的参数设置 4、二极管的参数设置

(完整版)单相桥式半控整流电路

单相桥式半控整流电路

1.带电阻负载的工作情况

在单向桥式半控整流电路中，VT1和VD4组成一对桥臂，VD2和VT3组成另一对桥臂。在u 正半周（即a 点电位高于b 点电位），若4个管子均不导通，负载电流id 为零，ud 也为零，VT1、VD4串联承受电压u ，设VT1和VD4的漏电阻相等，则各承受u 的一半。若在触发角处给VT1加触发脉冲，VT1和VD4即导通，电流从电源a 端经VT1、R 、VD4流回电源b 端。当u 过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VD4关断。在u 负半周，仍在触发延迟角处触发VD2和VT3，VD2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经VT3、R 、VD2流回电源a 端。到u 过零时，电流又降为零，VD2和VT3关断。此后又是VT1和VD4导通，如此循环地工作下去。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2和2U2。

整流电压平均值为

α=0时， Ud =Ud0=0.9 U2。 α =180°时， Ud = 0。可见，α角的移相范围为0--180°。θ 的范围为0--180.

向负载输出的直流电流平均值为：

晶体管VT1和VD4，VD2和VT3轮流导电，流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：

流过晶闸管的电流有效值为:

变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等，为

2.带RL负载的工作情况

先不考虑(续流二极管VDR ）

1.每一个导电回路由

1个晶闸管和1个二极管

构成。

2.在u2正半周，处

触发VT1，u2经VT1和

VD4向负载供电。

3.u2过零变负时，因

不可控、半控、全控整流电路

wt wt wt
1.2 单相桥式全控整流电路
流过晶闸管的电流有效值：
IVT
1
p
(
2U2 sin wt)2 d(wt) U2
2p a R
2R
1 sin 2a p a
2p
p
（2-12）
变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：
I I2
1
p
(
2U2 sin wt)2 d (wt) U2
1.2 单相桥式全控整流电路
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
工作原理及波形分析
VT1和VT4组成一对桥臂，在 u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。
VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。
a)
ud
ud(id)
VT1的电流波形，变压器二次绕
u2 a =0 ua
R
ub
uc
组电流有直流分量。
b)
O wt1
wt2
wt3
wt
晶闸管的电压波形，由3段组成。
uG c)
O ud
wt
a=30的波形（图2-13）
d) O
wt
i VT 1
特点：负载电流处于连续和断续
e)

最全整流电路ACDC变换器电力电子技术

ωt
0～π
π～ωt1 ωt1～2π
二极管导通 VD1导通 VD1导通 VD1截止情况
负载电压ud u2
u2
0
负载电流id 有
有
0
二极管端电 0
0
u2
压uVD1
电力电子技术
5.2.1 单相不控整流电路
VD1 iVD1 id
iVD2
u2
VD2
ud
L eL
R
id
O iVD1
O iVD2
d)
2 t
2 t
O
t
g)
带续流二极管的单相半波整流电路带阻感负载电路及带大电
感负载电流波形波形
表5-3 单相半波不控整流电路大电感负载带续流二极管时各区间工作情况
ωt
0～π
π～2π
二极管导通情况
负载电压ud 负载电流id 整流二极管电流iVD1 续流二极管电流iVD2 整流二极管端电压 uVD1 续流二极管端电压 uVD2
VD1导通、 VD2截止 u2 水平直线矩形波 0 0
-|u2|
VD1截止、 VD2导通 0
0 矩形波 u2
0
电力电子技术
5.2.1 单相不控整流电路
u2
O
2
t
ud
uVDO1
2
t
2

不可控、半控、全控整流电路

wt
电流不再流经变压器二次绕组， ud a
而是由VT1和VD2续流。
在u2负半周触发角a时刻触发 VT3 ， VT3 导通， u2 经 VT3 和 VD2向负载供电。
u2 过零变正时， VD4 导通， VD2 关断。 VT3 和 VD4 续流， ud又为零。
O
wt
id
Id
iiVVDTO41
u ab
u ac
特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120 。
向负载输出的平均电流值为：
Id
Ud R

2
2U 2
pR
1 cosa
2
0.9 U2 R
1 cosa
2
流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：
ud
dd
id
b)
0a
pa
I dVT

1 2
Id
0.45 U 2 1 cosa
R2
c)
u VT1,4
0 i2
（2-10）
d) 0
(2-11)
1.2 单相桥式全控整流电路
负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动
uad
q =p

机的机械特性将很软。
E
0
p
wt
为了克服此缺点，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。

单相、三相整流的输入电流、平均电流、电流有效值、峰值电流与输出电流的关系

单相、三相整流的输入电流与输出电流的关系

简要分析单相和三相电容滤波不可控整流的输入电流、母线电流、输出电流之间的关系，最后给出简单的估算公式。

1、单相输入整流

单相输入整流如下图1，δ为二极管的起始导电角，θ为导通角。

图1 电容滤波单相桥不控整流电路及波形

（图形出处：《电力电子学---电力电子变换和控制技术》--陈坚）

图中()2*sin()s v t Vs t ωδ=+，电流计算式如下：

可以得到：

变频器使用条件下，负载R 需要通过折算直流母线电流来确定。sin δ约为母线电压最小值与额定值的比。

起始导电角、导通角、负载、电容间的关系如下表：

sin()in t ωδ+。（1）单相输入电流有效值

忽略效率，假设输入功率等于输出功率，则Pin=Pout 。 Pin=Uin*Iin ，（电流电压均为有效值）。

*Uo*Io ，（Uo 为输出的线电压，Io 为输出电流）。

可得到*Io ，即单相输入的变频器，倍。

考虑功率因数时，Iin= *Io/cos γ。（2）单相母线电流平均值

in ，根据母线提供的功率等于输出功率，则

**in d o o I I =，

（S2变频器，Uin 为220V ，Uo 为220V ），

d o I I =

，（ 1.22d o I I =）单个二极管承受的电流平均值为母线电流平均值的一半。（3）单相输入电流峰值

输入电流类似与正弦波，只是导通角度减小，但周期和输入电压一致。将输入电流的方向电流变为正后即为母线电流，所以输入电流峰值即为母线电流峰值。输入电流峰值与负载和滤波电容有关，它们决定了导通角θ。当负载在有感性负载如电机或直流电抗器的情况下，输入电流的波形类似于正弦半波。

电力电子技术__单相半控桥整流电路实验报告

一、实验背景

整流电路，尤其是单相半控整流电路，是电力电子技术中出现最早的一种电路，它与人类生产生活实际紧密联系，应用十分广泛。

单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用原件少的优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。较为常用的是半控桥式整流电路，简称半控桥。

该次实验内容就是有关单相半控桥整流电路的较为简单的研究。

二、实验原理〔该局部所有图像均由天舒同学绘制〕

单相桥式半控

整流电路在电阻性

负载时的工作情况

与全控电路完全相

同，这里只介绍电

感性负载时的工作

情况。单相桥式半

控整流电路原理图

如下图。假设负载

中电感很大，且电

路已工作于稳态。

当电源电压u2在正

半周期，控制角为

α时，触发晶闸管

VT1使其导通，电源

经VT1和VD4 向负载供电。当u2过零变负时，由于电感的作用使VT1继续导通。因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD2，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。此阶段忽略器件的通态压降，那么ud＝0，不像全控电路那样出现ud为负的情况。在u2负半周控制角为a时触发VT3使其导通，那么向VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD2向负载供电。u2过零变正时，VD4导通。VT3和VD4续流，ud又为零。此后重复以上过程。假设无续流二极管，那么当 a突然增大至180°或触发脉冲丧失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud 为零，其平均值保持恒定，称为失控。有续流二极管VD时，续流过程由VD完成，在续流阶段晶闸管关断，防止了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。

AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)

2
2
2
e)
单相半波不控整流电路电阻负载时各区间工作情况
ωt
0～π
π～2π
2π～3π
二极管导 VD1导通 VD1截止 VD1导通
负通载情只况获得了电源半个周期
的负电载压电，压因ud 此u2，该电路0也称
u2
t 负为载电单流相id半u波2/R整流电路0
u2/R
二极管端 0 t 电压uVD1
u2
0
t 负载电压平均值Ud
– 旋转式变流机组（交流电动机-直流发电机组） – 静止式离子整流器和静止式半导体整流器
• 整流电路有多种分类方法
– 按交流电源输入相数来分类，可分为单相与多相整流电 – 按电路结构来分类，可分为半波、全波与桥式整流电路 – 若按整流电路中使用的电力电子器件来划分，可分为不
控整流电路、相控电路、PWM整流电路
VD1导通
VD1导通
VD1截止
ud
负载电压 u2
u2
0
ud
O
2
t 负载电流有
有
0
id
id
O
t 二极管端 0
0
u2
电压
f)
uVD1
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
VD1 iVD1 id
u2
ud
L eL

单相简单整流电路解析

电网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。

半波整流电路是一种最简单的整流电路。它由电源变压器、整流二极管D 和负载电阻Rfz 组成。变压器把市电电压变换为所需要的交变电压E2 ，D 再把交流电变换为直流电。

图(1)工作原理图、电压波形图

变压器次级电压E2 ，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图右（a）所示。在0～π时间内，E2为正半周即变压器上端为正下端为负，此时二极管承受正向电压面导通，E2 通过它加在负载电阻Rfz上。在π～2π时间内，E2为负半周，变压器次级下端为正上端为负，这时D 承受反向电压不导通，Rfz上无电压。

如此反复，由于整流元件D的单向导通性，结果负载电阻Rfz 上在正、负两个半周作用期间，形成如图右（b）所示的那样，这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45E2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。

全波整流电路可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压E2a 、E2b ，构成E2a 、D1、Rfz与E2b 、D2 、Rfz ，两个通电回路。

图(2)工作原理图、电压波形图

单相全波不控整流输出电压与输入电压关系

单相全波不控整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。其输出电压与输入电压之间存在着一定的关系，本文将详细介绍这种关系。

我们需要了解单相全波不控整流电路的基本原理。该电路由一个二极管桥和负载组成，二极管桥由四个二极管组成，分别为D1、D2、D3和D4。当输入交流电源施加在二极管桥上时，根据二极管的导通特性，只有在输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才会导通。导通的二极管将电流传输到负载上，从而实现了电流的单向传输。

在单相全波不控整流电路中，输出电压与输入电压之间存在一定的关系。具体来说，输出电压等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降。

我们来看一下输入电压的特点。在单相交流电源中，电压是随时间变化的，呈正弦波形。我们通常用峰值电压（Vp）或有效值电压（Vrms）来表示交流电压的大小。峰值电压是交流电压波形的最大值，有效值电压是交流电压波形的均方根值，其大小约为峰值电压的0.707倍。

而在单相全波不控整流电路中，输出电压的特点与输入电压有所不

同。由于二极管的导通特性，只有当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才会导通，电流才能流过负载。因此，输出电压的波形是输入电压波形的正半周。

具体来说，当输入电压大于二极管的正向压降时，输出电压等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降。而当输入电压小于二极管的正向压降时，二极管不导通，输出电压为零。

需要注意的是，由于二极管的正向压降是固定的，所以输出电压的大小取决于输入电压的大小。当输入电压的峰值较大时，输出电压也会相应增大；当输入电压的峰值较小时，输出电压也会相应减小。

单相三相整流的输入电流与输出电流的关系

单相、三相整流的输入电流与输出电流的关系

简要分析单相和三相电容滤波不可控整流的输入电流、母线电流、输出电流之间的关系，最后给出简单的估算公式。

1、单相输入整流

单相输入整流如下图1，δ为二极管的起始导电角，θ为导通角。

图1 电容滤波单相桥不控整流电路及波形

（图形出处：《电力电子学---电力电子变换和控制技术》--陈坚）

图中()2*sin()s v t Vs t ωδ=

+，电流计算式如下：

可以得到：

变频器使用条件下，负载R 需要通过折算直流母线电流来确定。sin δ约为母线电压最小值与额定值的比。

起始导电角、导通角、负载、电容间的关系如下表：

sin()in t ωδ+。（1）单相输入电流有效值

忽略效率，假设输入功率等于输出功率，则Pin=Pout 。 Pin=Uin*Iin ，（电流电压均为有效值）。

*Uo*Io ，

（Uo 为输出的线电压，Io 为输出电流）。

可得到Iin=*Io ，

即单相输入的变频器，倍。

考虑功率因数时，Iin=*Io/cos γ。（2）单相母线电流平均值

in ，根据母线提供的功率等于输出功率，则

**in d o o I I =，

（S2变频器，Uin 为220V ，Uo 为220V ），

d o I I =

，（ 1.22d o I I =）单个二极管承受的电流平均值为母线电流平均值的一半。（3）单相输入电流峰值

单相不控整流电路

单相桥式半控整流电路

单相半波不可控整流电路二极管导通

单相整流电路原理

单相桥式半控整流电路实验

单相桥式半控整流电路(阻感性负载不带续流二极管)(精)

(完整版)单相桥式半控整流电路

不可控、半控、全控整流电路

最全整流电路ACDC变换器电力电子技术

不可控、半控、全控整流电路

单相、三相整流的输入电流、平均电流、电流有效值、峰值电流与输出电流的关系

电力电子技术__单相半控桥整流电路实验报告

AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)

单相简单整流电路解析

单相全波不控整流输出电压与输入电压关系

单相 三相整流的输入电流与输出电流的关系

单相三相整流的输入电流与输出电流的关系