单相桥式整流电路

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(完整版)单相桥式整流电路

第三节单相整流、滤波电路
复习：
你知道吗？我们现在用的电源是什么电源？
什么是交流电？
➢大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压——交流电流或交流电压——统称为交流电。
➢最常用的是交流电：大小和方向都随时间按正弦规律变化。——正弦交流电。
实际电子电路需要的是直流电流。
整流电路所以就需要把交流电变换成直流电流——
。
第三节整流电路
➢整流——将交流电流变换成单向脉动电流的过程 ➢整流电路——实现这种功能的电路
利用二极管的单向导电特性可实现单相整流和三相整流。单相整流电路多用于小容量（200W以下）整流装置中，三相整流电路在大容量整流装置中
二极管可以看成是理想开关：当二极管导通时相当于开关闭合，截
止时相当于开关断开。也就是说我们在分析电路时可以忽略二极管正向导通电阻。
4、单相半波整流电路的二极管的选用
（1）最大整流电流： IFM IL
（2）最高反向工作电压：VRM 2V2
二、单相桥式全波整流电路
单相桥式全波整流电路
整流的目的：变交流电为脉动的直流电
复习：单相半波整流电路
半波整流电路优点电路简单，使用元件少，缺点是输出电压波动大，效率低。
二、单相桥式全波整流电路
一、单相半波整流电路 1．电路组成
2．工作原理
第三节整流电路
变压器、二极管和用电器（负载电阻）
正半周时，设A为“+”， B为“-”V处于导通有电流流过负载。如果忽略二极管的正向压降，此时负载上的电压vL=v2。
2．工作原理
第三节整流电路
负半周时，A为负，B 为正，V处于截止。忽略二极管的漏电流，此期间无电流流过负载RL，此期间负载上的电压vL=0。

2.1.4_单相桥式全控整流电路(电阻性负载)解析

4）输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2 输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2相同为
U U2 I I2 R R
1 π sin 2 2π π
4.3.2单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
1、电路结构
电感的感应电势使输出电压波形出现负波。输出电流是近似平直的，晶闸管和变压器副边的电流为矩形波。
ud Ud
0
t1

t 2
t
iT1,4
id
Tr
iT2,3
0
Id
t
Id
i2 u2
VT1 a
VT3
L
0 u T1
t
u1
ud
b
VT2 VT4
0
R
u 2 (i2 )
t
u2 i2
Id
(a)
0
t
图4-4
(b)
2、工作原理
1）在u2正半波的（0~α）区间：

晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，
3、波形
300
图4-2
600
900
1200
图4-3
1500

单相桥式整流器电阻性负载时的移相范围是 0～180º 。 α=0º 时，输出电压最高；α=180º 时，输出电压最小。
4. 基本数量关系 1）输出电压平均值Ud
1 Ud π

2U 2 sin tdt
4.3.1 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）

1、电路结构用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
ud (id )
Ud

单相桥式可控整流电路

电阻负载时相同。
图3-7 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形（接续流管）
接入VD：扩大移相范围,不让 ud出现负面积。移相范围：0 ~ 180 ud波形与电阻性负载相同 Id由VT1和VT3，VT2和VT4，以及VD轮流导通形成。
uT波形与电阻负载时相同。
3.2 单相桥式可控整流电路
4. 带反电动势负载时的工作情况
u2
a)
VT4
VT3
id
L ud
R
•u2过零变负时,由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并
不关断。
•至ωt=π+α 时刻，给VT2和VT3加
触发脉冲，因 VT2 和 VT3 本已承受正电压，故两管导通。
•VT2 和 VT3 导通后， u2 通过 VT2 和
3.2 单相桥式可控整流电路
一、单相桥式可控整流电路
1.带电阻负载的工作情况
α
➢ 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。
➢ 由于电感存在Ud波形出现负面积,使Ud下降。 ➢ α可调范围： 0 ~ 90
3.2 单相桥式可控整流电路
➢接入VD：扩大移相范围,不让ud 出现负面积。 ➢移相范围：0 ~ 180 ➢ud波形与电阻性负载相同 ➢Id由VT1和VT4，V2和VT3，以及VD轮流导通形成。
图3-10 单相桥式全控整流电路，有反电动势负载串平波电抗器、接续流二极管
T
i2 a

单相桥式全控整流电路

晶闸管额定电压：
UVTrated k U sav VTmax 509 V
(ksav 1.5)
17
电力电子技术
（3）移相：改变触发脉冲出现的时刻，即改变α的大小，叫做移相。改变α的大小，也就控制了整流电路输出电压的大小，这种方式也叫做“相控”。
4
单相桥式全控整流电路
（4）移相范围：改变α使输出整流电压平均值从最大值降到最小值（零或负最大值），α的变化范围叫做移相范围。单相桥式整流电路电阻负载时移相范围为180º。
Id
变压器二次交流电流有效值 I2rms Id
10
单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路带反电动势负载的工作波形
11
单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路带反电动势负载的工作分析
由于存在反电势负载，晶闸管提前关断
停止导电角：＝arcsin E
2U 2rm s
当α≥δ时，输出直流电压
电感有抗拒电流变化的特性，大电感负载状态由于电感的储能作用，负载id始终连续且电流近似为一直线。
电路稳态工作时，每组晶闸管均在另一组晶闸管触发
导通时才换流关断，每组晶闸管导通时间均为180º。
8
9
单相桥式全控整流电路
大电感负载运行参数分析
交流电源电压 u2 2U2 sin t
整流输出电压平均值
负载整流电压平均值Udav
Udav
1 π
2U2rmssintd(t)
2U π
2rm
s
(1
c
os
)
0.9U2rm
s
1cos
2
直流电流平均值Idav
Idav
Udav R
0.9U2rms 1 cos

单相桥式全控整流电路

3.1.2 单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞☞和晶整闸流222UU管电2。2 承压受平的均最值大为：正向电压和反向电压分别为
Ud
1
2U2 sintd(t) 2
2U 2
1 cos 2
0.9U 2
1 cos 2
(3-9)
α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180时，Ud=0。可见，α角的移相范围为180。 ☞向负载输出的直流电流平均值为：
U2＝100 ＝141.4（V）流过每个晶2闸管的电流的有效值为： IVT＝Id∕ ＝6.36（A）故晶闸管的额定电压为： UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）晶闸管的额定电流为： IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
O
id
t
Id
O i2
Id
Id
t
O
t
图3-9 ud、id和i2的波形图
8/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9 U2 cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A) I2＝Id＝9(A) ③晶2闸管承受的2最大反向电压为：
2/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆电路分析
☞在u2正半周期
u
2
√触发角处给晶闸管VT1和VT4加触
O
t 发脉冲使其开通，ud=u2。
ud
√负载电感很大，id不能突变且波形近
O

电力电子单相桥式全控整流电路

目录第1章绪论 (1)1.1 什么是整流电路 (1)1.2 整流电路的发展与应用 (1)1.3 本设计的简介 (1)第二章总体设计方案介绍 (2)2.1总的设计方案 (2)2.2 单相桥式全控整流电路主电路设计 (3)2.3保护电路的设计 (5)2.4触发电路的设计 (9)第三章整流电路的参数计算与元件选取 (12)3.1 整流电路参数计算 (12)3.2 元件选取 (13)第四章设计总结 (15)4.1设计总结 (15)第五章心得体会 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。

滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

变压器设置与否视具体情况而定。

变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。

可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的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还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路.1.2 整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶闸管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。

单相桥式相控整流电路

电力电子学—交流/直流变换器第5章交流/直流变换器02整流的基本原理03负载性质对整流特性的影响04交流电路电感对整流特性的影响目录05相控有源逆变电路06三相高频PWM 整流01整流器的类型和性能指标01单相桥式相控整流电路的介绍目录02电路结构与整流原理03小结与思考有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）01单相桥式相控整流电路的介绍相控整流电路：实现AC－DC电能变换的晶闸管电路，通过改变晶闸管的延迟触发控制角调控整流输出电压的平均值。

半控开关器件晶闸管: 开通可控特性（承受正向电压，且有触发脉冲）单向导电性02电路结构与整流原理T 1T 2T 3T 4R v sv Dv 1ab 模态一T 1T 2T 3T 4i DR v sv Dv 1i 1ab i S 模态二w tw tw ta v s v G v D w tv T1, 4T 1T 4导通T 1T4π2πT 1T 2T 3T 4R v sv Dv 1ab 模态三模态四T 1T 2T 3T 4i DR v sv Dv 1i 1ab i S w tw tw ta v s v G v D w tv T1, 4T 2T3T 2T 3导通控制角a ：晶闸管的自然导通点到施加触发信号瞬间对应的电角度导通角θ：一个周期内持续导通时间对应的电角度，θ=π-a移相：改变控制角，实现相控移相范围：控制角变化范围同步：使触发信号与交流电源频率和相位保持协调换相(换流)：一个晶闸管导通电流到另一个晶闸管导通电流的过程名词术语w tw t0w ta v s v G v D qT 1,T 4T 2,T 3()s S 0πD D s 11co 220.9s 1cos 1cos 2sin d =π22π2V V V V V t t a a a aw w +++===⎰⏹输出直流电压平均值V D :☐α愈大，输出电压平均值V D 愈小；☐当α＝0，V D 为最大值；当α＝π，V D =0；☐α的移相范围：0~πS i b a1i 1v Dv sv R Di 4T 3T 2T 1T s i 0twq D v atw 输出电压2输出电流3输入电压1输入电流41. 平均值V D2. 有效值V rms==++-πππa a πa V V V V 22; 1cos sin 222D rms S s 1. 平均值I D 2. 有效值I L=+-=+ππa πa πaR I V R I V 2sin 22;1cos 22L S D s 1. 有效值I S=I I S L====+-ππa πa S V I V P V I V 2PF sin 2S S S rms L rms =w v V t2sin s s 已知：s v 0tw 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）sin 2PF 2P S a πa ππ-==+控制角a 0︒ 30︒ 60︒ 90︒ 120︒ 150︒ 180︒ PF10.9710.8980.7070.4270.17控制角a 对功率因数PF 的影响控制角a 较大使功率因数PF 很低，交流电源的利用率很低！03小结与思考关注晶闸管的特性：单向导电性/开通可控开通条件/关断条件输出电压和电流的计算和分析功率因数的计算和分析T1T2T3T4i DRv s v Dv1i1ab掌握模态分析的方法谢谢！。

单相桥式全控整流电路

ud=0) ud=u2 ud=0 ud=-u2 ud=0
输出电压波形同电阻性负载，电路有自然续流功能移相范围： 0～π；导通角θ=π－α
㈡各电量计算
1、负载
Ud

0.9 1
cos
2
Id

Ud Rd
2、晶闸管
I dT

1 2
Id
IT
1 2
流二极管 IdD IdT
ID IT U DM 2U 2
㈢存在问题：失控现象
若突然关断触发脉冲或将α迅速移到 180°，可能出现一只晶闸管直通，两只整流二极管交替导通的电路失去控制的现象，即失控现象。此时输出变成单相不可控半波整流电压波形，导通的晶闸管会因过热而损坏。解决办法：接续流二极管VD
㈣接续流二极管VD后电路分析
在的负半周 0<ωt<α期间 VT1～VT4都不导通 ωt=α 时刻触发 0<ωt<α期间 VT2、VT4导通 ωt=π 时刻 VT2、VT4关断
结论
1、在交流电源电源u2的正、负半周里， VT1、 VT3和 VT2、VT2两组晶闸管轮流触发导通，将交流电转变成脉动直流电；
2、改变 α 角度大小，ud、id波形相应改变；
2、参数计算：
•输出电流平均值
Id

Ud E Rd
•其它参数计算与大电感负载时相同
2.3 单相桥式半控整流电路
一、电路结构（flash）
将单相桥式全控整流电路中的一对晶闸管换成两只整流二极管即可
工作特点：晶闸管需触发才导通；整流二极管承受正向电压时会自然（换相）导通
二、电路工作原理及参数计算
Id

Ud R

单相桥式全控整流电路(电阻性负载)

基本数量关系1输出电压平均值ud2输出电流平均值id为3输出电压有效值u4输出电流有效值i与变压器二次侧电流i2输出电流有效值i与变压器二次侧电流i2相同为432单相桥式全控整流电路阻感性负载1电路结构电感的感应电势使输出电压波形出现负波
2.1.4 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）

1、电路结构用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
5）晶闸管的电流平均值IdT I 1 I dT d
2
6）晶闸管电流有效值IT
U π 1 2 1 I sin 2 I T 2 R4 π 2 π 2 7）功率因数cosφ P UI 1 π cos sin 2 S U I 2 π π 2
显然功率因数与α相关，α=0º时，cosφ =1。 8）晶闸管承受的最大反向电压是相电压峰值的承受的最大正向电压是 U 2 / 2
ud (id )
Байду номын сангаас
Ud

t
0
ug
Tr i 2
VT1 a
VT3
id ud
R
0 u T1 0
t
u2
u1
u2
b
VT2 VT4
t
i2
0 (a)
t
图2-8
(b)
2、工作原理
1）在u2正半波的（0~α）区间：

晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。
假设四个晶闸管的漏电阻相等，则uT1.4= uT2.3=1/2 u2。 2）在u2正半波的ωt=α时刻：

4. 基本数量关系 1）输出电压平均值Ud
1 U d π

单相桥式全控整流电路(阻感性负载)

1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）1）在u2正半波的（0~α ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。

假设电路已工作在稳定状态，则在O 〜α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。

2）在u2正半波的ω t=α时刻及以后：在ω t=α处触发晶闸管 VT1、VT4使其导通，电流沿 a →VT1 → L → R →VT4 →b →Tr 的二次绕组→ a 流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。

电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。

3）在u2负半波的（π ~ π + α）区间：当ω t=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管 VT1、VT4继续导通。

1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻 -感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管, 接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。

两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）I!*-■\U/-1-kγ叫OO：Ow...0f ∣2√*-(b}≡r∣√在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。

4）在u2负半波的ω t=π +α时刻及以后：在ω t=π + α处触发晶闸管 VT2、VT3使其导通，电流沿 b →VT3→L →R → VT2→a →Tr 的二次绕组→ b 流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。

此时电源电压反向加到 VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到下一周期ω t=2 π +α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。

1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）興朋rgui—B∣÷ FtJιIU lPUIHTfrIflηi pr1 ⅛B -∣S ,T⅛∏Ftor2电源参数，频率50hz,电压100v ,如图3⅞⅛ BIQCk Parameter5： AC VoItage SOUrCe AC Voltage SOUrCe (mask) CIink)Ideal S l innSOidaI AC VOlt age SIDUrCe-图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V ,周期0.02,占空比10%,时相延迟α /360*0.02，如图4图4.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置ApplyCancelHe ：IPVT2,VT3脉冲参数，振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟（α+180）/360*0.02,如图5⅝∣ Source BloCk Parameters: PUISe Generator2图5.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。

单相桥式整流电路

单相桥式整流电路
（Single-phase Bridge Rectifier Circuit）
张小华
单相桥式整流电路的工作原理
u2正半周时
电流通路
+
T
+
u1
A D4
u2
D1
D3
RL uo
B
D2
-
-

单相桥式整流电路
单相桥式整流电路的工作原理
u2负半周时电流通路
-
T
u11
A D4
u2
D1
D3
+
RL
⒈单相桥式整流电路的组成、工作原理； ⒉电路主要参数的计算；
9
思考与练习
1.根据实际情况设计并制做一个单相桥式整流电路。
2.电路中若有一个二极管反接、或虚焊、或烧毁，有何现象？分析其原因。
3.查阅整流电路其它方面的应用，并相互交流。
10
电路需完善的问题
Uo是脉动的直流输出，如何变为平滑输出，趋近标准直流呢？
∴ U2=Uo/0.9=60/0.9≈66.7（V）
7
应用举例
⑵ 流过二极管的平均电流为:
ID IO 2 4A 2 2( A)
二极管承受的反向峰值电压为: U RM 2U2 1.41 66.7 94(V )
查手册可选型号为2CZ12A(3A/100V) 二极管四只。
8
小结
⑵二极管工作参数
平均电流(average current)
ID

1 2
IO ( A)
反向峰值电压(reverse peak voltage)
U RM 2U 2 (V )

单相桥式可控整流电路

（2-10）
π
α
ωt
1,4
ωt
ωt
4
2.1.2
单相桥式全控整流电路
（2-12）
流过晶闸管的电流有效值：
U2 1 1 π 2U2 π −α 2 IVT = ∫α ( R sin ωt) d(ωt) = 2R 2π sin 2α + π 2π
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：
2U2 U2 2 I = I2 = ∫α ( R sinωt) d(ωt) = R π 1
u2 O ud O id i VT O
1,4
ωt
ωt
Id Id Id Id Id
ωt ωt ωt ωt ωt
i VT O
2,3
O i2 u VT O
1,4
O b)
图2-6 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形
6
2.1.2
数量关系
Ud =
α π∫
单相桥式全控整流电路
π +α
1
2U2 sinωtd(ωt) =
u d (i d ) π
α
ωt
1,4
ωt
ωt
图2-5 单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形
3
2.1.2
数量关系
单相桥式全控整流电路
π
2 2U2 1+ cosα 1+ cosα （2-9） Ud = ∫ 2U2 sin ωtd(ωt) = = 0.9U2 α π π 2 2 a 角的移相范围为180°。 1
由式（2-12）和式（2-13）得：
π
1 π − α （2-13） sin 2α + 2π π
ud id
d d

单相桥式整流电路2

模拟电子技术知识点：单相桥式整流电路组成：由四个二极管接成电桥的形式+v o i o R Lv 2～D 1D 2D 4D 3+v o -R L i o +v 2-～D 1+v 2-R L +v o-i o～D 2D 4D 3把4只二极管封装在一起称为整流桥+v o -i o R L v 2～D 1D 2D 4D 3~220V v 2v L+-~220Vv 2v L-+v 2v LV L ≈0.9V 2①负载上的直流电压V L 和直流电流I L (平均值)：I L ≈0.9V 2/R L②整流元件参数的计算流过二极管的平均电流：I D =1/2I L ≈0.45V 2/R L二极管承受的最大反向电压：注意：FM D DRM RMI I V V ≥≥V RM =22V③变压器参数L 2L L1.11 1.11V I I R ==L 20.9V V =22S V I =类型性能单相半波整流单相全波整流单相桥式整流整流输出电压平均值0.45V20.9V20.9V2整流二极管的正向平均电流=I L=0.45V2/R L=1/2I L=0.45V2/R L=1/2I L=0.45V2/R L二极管承受的最大反向电压比较结果桥式整流电路的优点：输出电压高，纹波电压小，管子所承受最大反压低；变压器正负半周都有电流供给负载，利用率高，故应用广泛。

22V222V22V例1单相桥式整流电路，已知交流电网电压为220 V ，负载电阻R L = 50Ω，负载电压V o =100V ，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。

981111220.==K 变比I 2= 1.11 I o = 2 ⨯1.11 = 2. 2 A变压器副边电流有效值:变压器容量: S = V 2 I 2= 111⨯2.2 =244. 2 V A①变压器副边电压V 2≈111 V例1单相桥式整流电路，已知交流电网电压为220 V ，负载电阻R L = 50Ω，负载电压V o =100V ，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。

单相桥式整流电路

引言整流电路是电力电子电路中的一种，它的作用是将交流电力变为直流电力供给直流用电设备，如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统等，在生产生活中应用十分广泛。

整流电路在不同角度有不同的分类方法，按组成电路的器件分：不可空、半空、全控和高功率PWM四种，按电路结构可分为：半波、全波、桥式三种，按交流输入相数分：单相、三相、多相多重三种，按控制方式分：相控式、PWM控制式两种，按变压器二次测电流方向分：单拍、双拍电路两种。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较为广泛的整流电路。

1 整流电路单相整流器的电路形式是多种多样的，整流的结构也是比较多，各有优缺点，因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：单相半波可控整流电路，单相全波可控整流电路，单相桥式半控整流电路，单相桥式全控整流电路。

1.1 单相半波可控整流电路2图1-1 单相半波可控整流电路如图1-1所示为单相半波可控整流电路，此电路结构简单，只用了1个晶闸管，在一个通电周期内，输出电压为直流电压，输出电流为直流电流，电压电流均不连续，脉动较大，且含有谐波分量。

1.2 单相全波可控整流电路2212如图1-2 单相全波可控整流电路如图1-2所示为单相全波可控整流电路，变压器T 带中心抽头，结构比较复杂，只用两个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。

不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。

而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。

相同的负载下流过晶闸管的平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在均电流减小一半；且功率因数提高了一半。

单相全控桥式整流电路

电感性负载工作原理及波形分析
工作原理－无触发〔0，α〕
u2
VT1
u2
＋－
VT3
VT2 L R
VT4
0α π ud
0α π id
0α π
2π ωt 2π ωt 2π ωt
• u2>0时：VT1、VT4承受正向电压无门极触发信号，正向阻断；
• 承受电压为：u2/2； • VT2、VT3承受反向电压，反向阻断； • 承受电压为：-u2/2； • ud=0，id=0 。
• iVT2 = iVT3 = id =- i2
• ud=-u2
• id=ud/R=-u2/R • VT1、VT4反向阻断，承受电压：u2 • ωt=2π时，VT2、VT3关断， • iVT2= iVT3= id =0。
电阻性负载工作原理及波形分析
结论：
• 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。
1.识记电阻负载的单相全控桥式整流电路结构，并理解其工作原理，学会波形图的绘制，并能进行简单计算。
2.理解阻感负载的单相全控桥式整流电路的工作原理。 3.能分析反并联续流二极管的阻感负载单相全控桥式整流电路工作原理，学会波形图的绘制，并会进行简单分析计算。
Thank you! Bye
反电势负载模态分析
• VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2 过零时关断。
u1
ud ug uVT1、4 i2
VT1 VT2 u2
VT3 VT4
Rd
ωt ωt ωt ωt
名词术语
• （1）同步使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间

单相桥式整流电路的工作原理

单相桥式整流电路的工作原理单相桥式整流电路由四个二极管组成，布置成一个桥形连接。

这四个二极管分别命名为D1、D2、D3和D4，它们的连接方式如下：D1的P端连接到交流电源，D1的N端连接到负载，而D2的N端连接到交流电源，D2的P端连接到负载。

在电路工作时，当交流电源的电压为正向时，D1的P端的电压高于D1的N端，此时D1是正向偏置的。

同时，D2的N端的电压低于D2的P 端，此时D2是反向偏置的。

而D3和D4则处于截止状态。

这种状态下，交流电会通过D1和D2流向负载，形成一个闭合的电路，负载上产生的电压相对于地电位是正向的。

这个过程叫做“正向半波整流”。

当交流电源的电压为负向时，D1的N端的电压高于D1的P端，此时D1是反向偏置的。

同时，D2的P端的电压低于D2的N端，此时D2是正向偏置的。

而D3和D4则处于截止状态。

这种状态下，交流电会通过D1和D2流向负载，形成一个闭合的电路，负载上产生的电压相对于地电位是负向的。

这个过程叫做“反向半波整流”。

通过上述的正向半波整流和反向半波整流的交替工作，单相桥式整流电路能够将输入的交流电转换为带有波动的直流电。

为了使得输出的电压更加平滑稳定，通常在单相桥式整流电路后面会连接一个滤波电容，用来滤除输出电压的脉动部分，使得输出更接近直流。

此外，在实际应用中，为了保护整流电路，通常会在输入电路处添加一个二极管，用于防止反向电流流入电源。

这个二极管通常被称为反向阻止二极管。

总结起来，单相桥式整流电路的工作原理是通过四个二极管的交替导通和截止，将输入的交流电转变为带有波动的直流电，并通过滤波电容使输出电压更加稳定。

这种电路在很多应用中，如电力电子设备和家用电器中，得到了广泛的应用。

单相桥式全控整流电路的理解

单相桥式全控整流电路的理解
嘿，朋友们！今天咱们来好好聊聊单相桥式全控整流电路。

哎呀呀，这可真是一个超级厉害的东西啊！
你想想看，电就像我们生活中的水一样，到处流动，而单相桥式全控整流电路呢，就像是一个超级厉害的管理员，能把这股电给管理得服服帖帖的！比如说，当我们要用直流电来给手机充电时，它就能出马啦，把交流电变成直流电，神奇吧！
我记得有一次和朋友讨论这个，朋友一脸疑惑地问我：“这玩意儿真有那么厉害？”我就笑着说：“那当然啦！你想想看，如果没有它，那我们很多电器不都没法正常工作啦？”就像你要去一个地方，没有地图指引你能走对路吗？单相桥式全控整流电路就是这样的地图呀！
它的工作原理其实也不难理解啦。

就是通过一些元器件的组合，让电流乖乖地按照我们想要的方向流动。

这就好比是一个十字路口，有了交警的指挥，车辆才能有序地通过，不是吗？而且啊，它还能控制电流的大小呢，就像我们调节音量一样，可以根据需要变大变小。

再给你说个例子，家里的电灯为啥能亮起来？这背后可就有单相桥式全控整流电路的功劳呀！它把交流电整成直流电，让电灯能稳定地发光发亮。

你说，它是不是超级重要！
在我看来呀，单相桥式全控整流电路真的是电气工程里的宝贝呀！有了它，我们的生活才能变得这么丰富多彩，各种电器设备才能正常运转。

它就像一个默默工作的幕后英雄，虽然我们可能不太注意到它，但却一直在为我们的生活服务呢！所以呀，可别小瞧了它哦！。

单相桥式全控整流电路

1. 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。

单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1. 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）1）在u2正半波的（0~α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。

假设电路已工作在稳定状态，则在0～α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。

2）在u2正半波的ωt=α时刻及以后：在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。

电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。

3）在u2负半波的（π~π+α）区间：当ωt=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。

在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。

4）在u2负半波的ωt=π+α时刻及以后：在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿b→VT3→L→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流。

此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。

1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2 单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）电源参数，频率50hz，电压100v，如图3图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟α/360*0.02，如图4图4. 单相桥式全控整流电路脉冲参数设置VT2,VT3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（α+180）/360*0.02，如图5图5. 单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。