常用可控整流电路及其参数表
单相全波可控整流电路
晶闸管的触发角与控制角
触发角
触发角是晶闸管开始导通的角度，也称为控制角。通过改变触发角的大小，可以调节单相全波可控整 流电路的输出电压和电流。触发角的大小决定了整流器的工作状态和性能。
控制角
控制角是晶闸管的控制信号与交流电源之间的相位差，也称为移相角。控制角的大小决定了晶闸管的 导通时间和整流器的输出电压。在单相全波可控整流电路中，控制角的大小可以通过改变触发角来调 节。
应用范围
单相全波可控整流电路在各种需要直流电源的场合具有广泛应用，如电池充电、电机控制 、LED照明等领域。由于其结构简单、性能稳定、成本低廉等优点，成为电力电子领域中 一种常见的整流电路形式。
02 工作原理
电路组成与工作过程
电路组成
单相全波可控整流电路由整流变 压器、可控硅整流器、负载和滤 波器等部分组成。
换为直流电，为电动汽车提供充电服务。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
改进方法
优化元件布局和电路设计
通过优化元件布局和电路设计，减少元件数量，降低制造成本和 维护难度。
采用软开关技术
通过软开关技术降低开关动作对电源的干扰和污染。
增加调节和控制功能
通过增加调节和控制功能，提高单相全波可控整流电路的灵活性和 适应性，以满足更广泛的应用需求。
05 应用实例
在工业领域的应用
单相全波可控整流电路
目录
• 引言 • 工作原理 • 电路参数计算 • 电路的优缺点与改进方法 • 应用实例
01 引言
整流电路的定义与重要性
整流电路的定义
整流电路是一种将交流电转换为直流电的电子电路。在整流 过程中，电路通过控制电流的方向，将交流电的正负半波整 流成直流电。
可控整流电路
第6章可控整流电路6.1 学习要求（1）了解晶闸管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
（2）了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。
（3）了解单结晶体管及触发电路的工作原理。
6.2 学习指导本章重点：（1）晶闸管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
（2）单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。
（3）单结晶体管及触发电路的工作原理。
本章难点：（1）单相半控桥式整流电路中晶闸管的选取。
（2）单相可控整流电路接电感性负载输出电压与电流的分析。
（3）单结晶体管触发电路的工作原理。
本章考点：（1）单相可控整流电路输出直流电压的计算。
（2）单相可控整流电路接电阻性负载输出电压的分析。
（3）单相半控桥式整流电路中晶闸管的选取。
6.2.1 晶闸管晶闸管又称可控硅，是一种可控的单向导通元件，有阳极A、阴极K和控制极G三个电极。
晶闸管的导通条件为：（1）在阳极和阴极之间加适当的正向电压U A K。
（2）在控制极和阴极之间加适当的正向触发电压U G K。
晶闸管一旦导通后，控制极就失去控制作用而维持阳极与阴极之间的导通，管压降约为1V左右。
晶闸管由导通变截止称为关断，关断条件为：（1）晶闸管阳极电流小于维持电流I H。
电子技术学习指导与习题解答120 （2）或将阳极与电源断开或给阳极与阴极之间加反向电压。
晶闸管的主要参数有：额定正向平均电流I F ，维持电流I H ，正向重复峰值电压U FR M ，反向重复峰值电压U R R M 。
若晶闸管工作时通过的电流为I V S O ，承受的最高正向电压为U F M ，最高反向电压为U R M ，则应按照下列各式选取晶闸管：I F ≥I V S OU FR M ≥FM )3~2(UU R R M ≥RM )3~2(U6.2.2 单相可控整流电路 1．单相可控半波整流电路（1）电阻性负载：电路及其电压与电流波形如图 6.1所示，导通角αθ-=180，控制角α的调整范围为0~180°。
三相半波可控整流电路性负载阻
1.三相半波可控整流电路（电阻性负载）1.1三相半波可控整流电路（电阻性负载）电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法。
如图1.du R1VT3VTd i2VTr T图1.三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）1.2三相半波可控整流电路工作原理（电阻性负载）1)在ωt1-ωt2区间，有Uu＞Uv，Uu＞Uw，U相电压最高，VT1承受正向电压，在ωt1时刻触发VT1导通，导通角θ=120°，输出电压Ud=Uu。
其他两个晶闸管承受反向电压而不能导通。
VT1通过的电流It1与变压器二次侧u相电流波形相同，大小相等，可在负载电阻R两端测试。
2)在ωt2-ωt3区间，有Uv＞Uu，V相电压最高，VT2承受正向电压，在ωt2时刻触发VT2导通，Ud=Uv。
VT1两端电压Ut1=Uu-Uv=Uuv＜0，晶闸管VT1承受反向电压关断。
3）在ωt3-ωt4区间，有Uw＞Uv，W相电压最高，VT3承受正向电压，在ωt3时刻触发VT3导通，Ud=Uw。
VT2两端电压Ut2=Uv-Uw=Uvw＜0，晶闸管VT2承受反向电压关断。
在VT3导通期间VT1两端电压Ut1=Uu-Uw=Uuw＜0。
这样在一个周期内，VT1只导通120°，在其余240°时间承受反向电压而处于关断状态。
1.3三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图2所示：图2.三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟分别为（α+30）/360*0.02，（α+120+30）/360*0.02，（α+240+30）/360*0.02。
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路⽬录摘要 (1)1 概述 (2)2 三项桥式全控整流电路 (3)2.1电阻性负载 (3)2.1.1 ⼯作原理 (3)2.2 感性负载 (5)2.2.1 原理 (5)3仿真 (7)3.1 MATLAB 介绍 (7)3.2 电路仿真模型建⽴和参数设置 (8)3.2.1 三相桥式全控整流电路的分析 (8)3.3三相桥式整流电路的仿真 (8)3.3.1 带阻感性负载的仿真 (8)3.4 仿真设置及仿真结果 (14)3.5 带阻感性负载三相桥式全控整流电路的仿真分析 (15)3.6 纯电阻负载三相桥式全控整流电路的仿真 (18)⼩结 (19)参考⽂献 (20)带电阻负载的三相桥式全控整流电路设计摘要整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路。
⼤多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器组成。
它在直流电机的调速、发电机的激励调节电解、电镀等领域得到⼴泛应⽤。
整流电路主要有主电路、滤波器、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。
滤波器接在主电路和负载之间，⽤于滤除波动直流电压中的交流部分。
变压器设置与否视情况⽽定。
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间的电隔离。
整流电路的种类有很多，半波整流电路、单项桥式半控整流电路、单项桥式全控整流电路、三项桥式半控整流电路、三项桥式全控整流电路。
关键词：整流、变压、触发、电感1 概述在电⼒系统中，电压和电流应是完好的正弦波．但是在实际的电⼒系统中，由于⾮线性负载的影响，实际的电⽹电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电⼒输配电系统及附近的其它电⽓设备带来许多问题，因⽽就有必要采取措施限制其对电⽹和其它设备的影响。
随着电⼒电⼦技术的迅速发展，各种电⼒电⼦装置在电⼒系统、⼯业、交通、家庭等众多领域中的应⽤⽇益⼴泛，⼤量的⾮线性负载被引⼊电⽹，导致了⽇趋严重的谐波污染．电⽹谐波污染的根本原因在于电⼒电⼦装置的开关⼯作⽅式，引起⽹侧电流、电压波形的严重畸变．⽬前，随着功率半导体器件研制与⽣产⽔平的不断提⾼，各种新型电⼒电⼦变流装置不断涌现，特别是⽤于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善，为⼯业领域节能和改善⽣产⼯艺提供了⼗分⼴阔的应⽤前景．相关资料表明，电⼒电⼦装置⽣产量在未来的⼗年中将以每年不低于10％的速度递增，同时，由这类装置所产⽣的⾼谐谐波约占总谐波源的70％以上。
常用可控整流电路及其参数表
大电感性负载
是否接有续流二极管
√
√
×
√
×
×
√
最大移相范围
180°
180°
90°
180°
180°
180°
180°
晶闸管导通角θ
180°－α
180°－α
180°
180°－α
180°
180°－α
2（180°－α）
－
－最大反向电压
－
－
－
直流输出电压(α≠0°)
(1+cosα)
(1+cosα)
表 常用单相可控整流电路及其参数（工作于整流状态）
整流电路类型
单相半波可控整流
单相全控桥式整流电路
单相半控桥式整流电路
单相半控桥式整流电路
单相半控桥式整流电路
主电路接线方式
α=0°时，直流输出电压平均值Ud0
电阻性负载
最大移相范围
180°
180°
180°
180°
180°
晶闸管导通角θ
180°－α
180°－α
（α≤60°）
（α≤60°）
（α≤60°）
（α＞30°）
（α＞60°）
（α＞60°）
（α＞60°）
－
－
－
－
（α≤60°）
—
－
（α＞60°）
0 （α≤30°）
－
0 （α≤60°）
—
0 （α≤60°）
0 （α≤60°）
－
（α＞30°）
（α＞60°）
（α＞60°）
（α＞60°）
续流管最大反向电压
－
－
－
带平衡电抗器的双反星形可控整流电路
平衡电抗器的参数计算
❖ 1.Lp计算： ❖ 以α=0时感应电势up的
大小来估算
平衡电抗器的参数计算
❖ 1.Lp计算： ❖ 由于uP主要谐波为三
次，所以感抗为2wlp ❖ 而最大环流为
❖ 所以有：
❖ 进一步化简
双反星整流电路的外特性
❖ 双反星整流电路的外特性如图 当Id>Idmin时，两组三相半波电路同时并联供电 当Id<Idmin时，单组供电(此时Ip=0.5Idmin) 当α＝0时，Id=0时，Ud由1.17U2转化为1.35U2
带平衡电抗器的双反星形整流电路特 点总结
❖ ※双反星形整流电路---由两组三相半波电路 并联
❖ 三相桥式电路---两组三相半波电路串联
❖ ※电路的串联使输出电压提高，并联可使输 出电流加大（用同容量SCR）
❖ ※在大功率整流设备中常常把整流电路串并 联连接以增大输出功率
带平衡电抗器的双反星形整流电路特 点总结
❖ 平衡电抗器补偿了两组输出Ud1 和Ud2的瞬时电压之差
❖ 使二组的晶闸管可同时导通，并 联向负载提供电流。
平衡电抗器的工作原理分析
❖ 以ωt1时刻来分析，此 时： ua>uc'
❖ Id1上升, 平衡电抗器会 产生感应电势
平衡电抗器的工作原理分析
❖ 平衡电抗器总的感应电势等于两相电压瞬时 值的差值
选择和变压器次级绕组容量的确定按Id/2计算即可。 大电感负载时IT=I2=0.289Id（是三相半波时的一半）
第六节 十二相整流电路（多重化整流 电路）
❖ 一.两组三相桥串联组成 的十二相整流电路
两组三相桥串联组成的十二相整流电 路
❖ *整流变压器二次绕组分别 采用星形和三角形接法构成 线电压相位相差30度,大小 相等的两组电压,接到互相 串联的两组整流桥.
单相半波可控整流电路阻感性负载加续流二极管
晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为电 源电压的峰值。
U TM 2U 2
单相半波可控整流器的优点是电路简单，调整方 便，容易实现。但整流电压脉动大，每周期脉动 一次。变压器二次侧流过单方向的电流，存在直 流磁化、利用率低的问题，为使变压器不饱和， 必须增大铁心截面，这样就导致设备容量增大。
2.1.3 单相半波可控整流电路 （阻感性负载加续流二极管） 1、电路结构
电感性负载加 续流二极管的 电路如图所示。
图2-5
2、工作原理
1）在电源电压正半波，电压u2＞0，晶闸管uAK＞0。在 ωt=α处触发晶闸管，使其导通，形成负载电流id，负载上 有输出电压和电流，此间续流二极管VD承受反向阳极电 压而关断。 2）在电源电压负半波，电感感应电压使续流二极管VD导 通续流，此时电压u2 ＜0， u2通过续流二极管VD使晶闸 管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压为续流二极 管的管压降，如果电感足够大，续流二极管一直导通到下 一周期晶闸管导通，使id连续，且id波形近似为一条直线。
4、基本数量关系
1）输出电压平均值Ud
1 Ud 2π
2U 2 sin tdt
2U 2 1 cos 1 cos 0.45U 2 π 2 2
2）输出电流平均值Id
Ud U 2 1 cos Id 0.45 R R 2
3）晶闸管的电流平均值IdT
I dT π - I 2π d
3、波形
30
0
图2-6
600
1200
900
图2-6
1500
电感性负载加续流二极管后，输出电压波形与电 阻性负载波形相同，续流二极管可起到提高输出 电压的作用。在大电感负载时负载电流波形连续 且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形和流过 续流二极管的电流波形是矩形波。 对于电感性负载加续流二极管的单相半波可控整 流器移相范围与单相半波可控整流器电阻性负载 相同，为0～180º ，且有α+θ=180º 。
电力电子技术整流电路
成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。 ◆电路分析
关断☞☞，|晶u此2闸|>后E管u时d导=，E通。才之有后晶，闸u管d=u承2，受id正电ud压R ，E，有直导至通|u的2|可=E能，。id即降至0使得晶闸管 ☞与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导电角。
☞为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
Lp2
w I2dUm 2i n 2.87103
U2 Id mi
n
(3-17)
■例：单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势 E=60V，当a=30时，要求：
①作出ud、id和i2的波形； ②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
☞晶闸管导通角q与a无关，均为180，其电流平均值和
有效值分别为：IdT
1 2
I d和
IT
1 2Id
0.707Id。
☞变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形波，其
相位由a角决定，有效值I2=Id。
ud E
Oa q
wt
id Id
O
wt
b)
图3-7 单相桥式全控整流电路接反电动势—电阻负载时的电路及波形
■单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流
中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增
大铁芯截面积，增大了设备的容量。
■带电阻负载的工作情况
◆电路分析
☞闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2 a)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电阻性负载和带续流二极管的电感性负载
0°≤α≤30°
α
α
α（0°≤α≤60°）
30°＜α≤150°
（60°＜α≤120°）
电感性负载
α
α
α
晶闸管电流平均值
Id
Id
Id
Id
最低电压脉动频率
3f
6f
6f
6f
电阻性负载
最大移相范围
150°
120°
180°
120°
晶闸管导通角θ
变压器功率
初级
次级
α
(1+cosα)
(1+cosα)
(1+cosα)
α=0°时，
变压器功率
初级
次级
最低电压脉动频率
f
2f
2f
2f
2f
表 常用三相可控整流电路及其参数（工作于整流状态）
整流电路类型
三相半波可控整流
三相全控桥式整流电路
三相半控桥式整流电路
带平衡电抗器的双反星形整流电路
主电路接线方式
α=0°时，直流输出电压平均值Ud0
180°－α
180°－α
2（180°－α）
晶闸管最大正向电压
晶闸管最大反向电压
－
整流管最大反向电压
－
－
晶闸管电流平均值
Id
Id
Id
Id
Id
整流管电流平均值
—
Id
Id
Id
Id
直流输出电压(α≠0°)
(1+cosα)
(1+cosα)
(1+cosα)
(1+cosα)
(1+cosα)
α=0°时，
变压器功率
初级
表 常用单相可控整流电路及其参数（工作于整流状态）
整流电路类型
单相半波可控整流
单相全控桥式整流电路
单相半控桥式整流电路
单相半控桥式整流电路
单相半控桥式整流电路
主电路接线方式
α=0°时，直流输出电压平均值Ud0
电阻性负载
最大移相范围
180°
180°
180°
180°
180°
晶闸管导通角θ
180°－α
180°－α
次级
大电感性负载
是否接有续流二极管
√
√
×
√
×
×
√
最大移相范围
180°
180°
90°
180°
180°
180°
180°
晶闸管导通角θ
180°－α
180°－α
180°
180°－α
180°
180°－α
2（180°－α）
－
－
－
—
－
－
续流管最大反向电压
－
－
－
直流输出电压(α≠0°)
(1+cosα)
(1+cosα)
120°（α≤30°）
120°（α≤60°）
120° （α≤60°）
120° （α≤60°）
150°－α（α＞30°）
2（120°－α）（α＞60°）
180°－α（α＞60°）
2（120°－α）（α＞60°）
晶闸管最大正、反向电压
整流管最大反向电压
－
－
－
大电感性负载
是否接有续流二极管
√
×
√
×
√
√
×
最大移相范围
150°
90°
120°
90°
180°
120°
90°
晶闸管导通角θ
120° （α≤30°）
120°
120°（α≤60°）
120°
120° （α≤60°）
120°（α≤60°）
120°
150°α（α＞30°）
2（120°－α）（α＞60°）
180°－α（α＞60°）
2（120°－α）（α＞60°）
（α≤30°）
（α≤60°）
（α≤60°）
（α≤60°）
（α＞30°）
（α＞60°）
（α＞60°）
（α＞60°）
－
－
－
－
（α≤60°）
—
－
（α＞60°）
0 （α≤30°）
－
0 （α≤60°）
—
0 （α≤60°）
0 （α≤60°）
－
（α＞30°）
（α＞60°）
（α＞60°）
（α＞60°）
续流管最大反向电压
－
－
－
α=0°时，