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。
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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)
第2章单相可控整流电路
带续流二极管的工作情况
a)
u1
u2
b) O ud
c) O id
d) O
iV T
e) O
iV D R f)
O uV T
g) O
T
VT
u2
uV T ud
t1
Id -
Id +
id
iV D R
L
VD R R
t t t t t
工作过程和特点：
（1）在U2的正半周，VDR 承受反向电压，不导通，不 影响电路的正常工作;
实际上很少应用此种电路； 分析该电路的主要目的在于利用其简单易
学的特点，建立起整流电路的基本概念。
二、单相桥式全控整流电路
带电阻负载的工作情况
晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。 在实际的电路中，一般都采用这种标注方法，即上面为1、3， 下面为2、4。
VT1和VT3组成共阴极组，加触发脉冲后，阳极电位高者导通。 VT2和VT4组成共阳极组，加触发脉冲后，阴极电位低者导通。 触发脉冲每隔180°发一次，分别触发VT1、VT4、VT2、VT3。
T
i2
a
u1
u2
T
b
V
1
T
V
3
id
L ud
R
4
2
V
V
u2
a)
O
t
ud
O id
i
V
T
1
O
,4
iV
T
2
O
,3
O i2
O u V T1 ,4
O
Id Id
Id Id
t Id
t t t t
常见的几种二极管整流电路解析,可控硅整流电路波形分析
常见的几种二极管整流电路解析，可控硅整流电路波形分析常见的几种二极管整流电路解析：二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压vo=vi-vd。
当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压vo=0。
半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。
对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。
但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。
平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。
通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下：（1）半波整流输出的是一个直流脉动电压。
（2）半波整流电路的交流利用率为50%。
（3）电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出时电压叠加）。
（3）实际电路中，半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
全波整流当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压V o=vi-VD1。
当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压V o=vi-VD2。
由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率是半波整流的一倍。
晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路。
单相全波可控整流电路单相桥式半控整流电路[1]
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单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路一.单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。
图1 单相全波可控整流电路及波形单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，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。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用1.电路结构图2.单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，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（先不考虑VDR）。
单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)2.电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
其工作过程如下：a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
c)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。
d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，u d又为零。
3.续流二极管的作用1)避免可能发生的失控现象。
2)若无续流二极管，则当a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u d成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。
单相半波可控整流
答案
答案
1 8 0 8 9 9 1 1 . 5 9 r a d
α=89°
SU I 4 8 4 0 V A 2
PU I s i n 2 P F 0 . 4 9 9 SU I 2 4 2
UU ( 2 ~ 3 ) ( 2 ~ 3 ) 3 1 1 6 2 2 ~ 9 3 3 V , 选 取 8 0 0 V T n T m
2.2.2 单相桥式全控整流电路
1、阻性负载
（α 的移相范围是0°～180°）
动画
u U s in t2 U s in t 2 2 m 2
图2.2.6 单相全控桥式整流电路 带电阻性负载的电路与工作波形
工作原理分析：
当交流电压 u2进入正半周时 ，a端电位高于b端电位 ，两个晶闸管 T1T2同时承受正向电压 ，如果此时门极无触发信号ug ，则两个晶闸管仍处 于正相阻断状态，其等效电阻远远大于负载电阻 Rd，电源电压u2将全部加 在T 1 和T 2 上 。 在ω t＝α 时刻 ，给T1和T2同时加触发脉冲 ，则两个晶闸管立即触发 导通 。 在ω t＝π ＋α 时，同时给T1和T2加触发脉冲使其导通 。 当由负半周电压过零变正时，T3和T4因电流过零而关断。在此期间T1 和T2因承受反压而截止。 由以上电路工作原理可知，在交流电源的正、负半周里， T1、T2和T3、 T4两组晶闸管轮流触发导通，将交流电源变成脉动的直流电。改变触发脉 冲出现的时刻，即改变α 的大小，、的波形和平均值随之改变。
感性负载上的输出电压平均值Ud为
1 1 U U U u d ( t ) u d ( t ) d dR dL R L 2 2
三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的，它由三相半波共阴极接法(VT1，VT3，VT5)和三相半波共阳极接法(VT1，VT6，VT2)的串联组合。
1-1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
1-1三相桥式全控整流电路
n
d
VT VT VT 462d 2
d
2-1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)仿真图2.2三相桥式全控整流电路(电阻性负载)电源参数
电源220V.相位分别为0︒,120︒,-120︒,频率50HZ
设置控制脚a为0︒,30︒,60︒,90︒与其相印的波形
3-1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为0︒
3-2三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为30︒
3-3三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为60︒
3-4三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为90︒
4总结
2个晶闸管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1个，且不能为同一相器件。
同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180 。
单相桥式可控整流电路
电力电子技术课程设计说明书单相桥式可控整流电路设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：何鹏辉指导教师：肖文英职称教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1304班完成时间： 2016年 6月4日学号： 1330140437摘要单相桥式可控整流电路是一种能将交流转换为直流的电路，其转换效率高，原理及结构简单，因此它在单相整流电路中有着很广泛的应用。
设计一个单相桥式可控控整流电路，我首先先确定设计总体方案，比较了单相桥式半控整流电路和单相桥式全控整流电路的优劣之后，因此最终选择了单相桥式全控整流电路。
单相桥式全控整流电路由一个变压器，4个可控晶闸管，和一个阻感负载组成。
然后根据总体方案分别设计了各个单元电路，如触发电路、保护电路等；还根据要求计算了参数，包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，输出波形分析，器件额定参数确定等；完成这些后，将各个单元电路衔接起来就完成了主电路的设计；然后再用MATLAB软件仿真调试。
设计完成后，用MATLAB软件进行仿真调试，调试结果满足设计要求。
关键词：单相桥式可控整流电路；触发电路；保护电路；MATLAB软件仿真目录1设计方案选择及论证 (2)1.1设计任务和要求 (2)1_ 2总体方案的选择和确定 (2)1.3整流电路方案的确定 (3)2.雜总体设计 (4)2. 1系统原理方框图 (4)2.2主电路设计 (5)3_驱动电路和保护电路的设计 (7)3.1触发fe路 (7)3.2保护电路的设计 (9)4元器件和电路参数计算 (11)4-1元件选取——晶闸管（SCR) (11)4.2晶闸管的选型 (15)4. 3整流变压器额定参数计算 (15)个4设计结果分析 (16)5 ,系统调试3仿真 (16)6设计总结 (22)参考文献1.设计方案选择及论证1.1设计任务和要求1.1.1设计任务本次设计的任务是设计一个单相桥式全控整流电路。
确定设计总体方案，通过总体方案来设计各个单元电路，如触发电路、保护电路等；根据要求计算参数，包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算；输出波形分析，器件额定参数确定等；完成这些后，将各个单元电路衔接起来就完成主电路的设计；然后再用MATLAB软件仿真调试。
单相半波可控整流电路
Um 2U2 2 220 311V
考虑(2~3)倍安全裕量，晶闸管的额定电压为
UTN (2 ~ 3)U m (2 ~ 3)311 622 ~ 933 V
选取晶闸管型号为 KP100-7F晶闸管。
3.1 单相半波可控整流电路
T
VT
id
二、电感性负载
a) u1
uVT u2
L ud
UTM 2U 2
3.1 单相半波可控整流电路
〖例3-1〗 如图所示单相半波可控整流器，电阻性负
载，电源电压U2为220V，要求的直流输出最高平
均电压为50 V，直流输出平均电流为20A 。 试计算： (1) 晶闸管的控制角； (2) 输出电流有效值； (3) 电路功率因数； (4) 晶闸管的额定电压和额定电流。
断状态，负载电流为零，负载上没有输出电压，直到电源
电压u2的下一周期，直流输出电压ud和负载电流id的波形相
位相同。
通过改变触发角α的大小，直流输出电压ud的波形发生变化， 负载上的输出电压平均值发生变化，显然α=180º时，Ud=0。 由于晶闸管只在电源电压正半波内导通，输出电压ud为极
性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称“半波”整流。
3.1 单相半波可控整流电路
首先，引入两个重要的基本概念：
• 触发角α ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加 发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。 • 导通角θ ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度 称为导通角，用θ表示 。
在单相半波可控整流电阻性负载电路中,
移相角α的控制范围为:0～π， 对应的导通角θ的可变范围是π～0， 两者关系为 α＋θ=π。
图3-1 单相半波可控整流电路 （电阻性负载）及波形
带平衡电抗器的双反星形可控整流电路
带平衡电抗器的双反星形可控整流电路在电解电镀等工业中，常用到低电压大电流（例如几十伏，几千至几万安）可调直流电源。
图2-28 为带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。
其变压器二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路。
变压器二次侧两绕组的极性相反可消除图2-28 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路图2-29 双反星形电路，a=0°时两组整流电压、电流波形铁芯的直流磁化，设置电感量为Lp的平衡电抗器是为保证两组三相半波整流电路能同时导电。
与三相桥式电路相比，在采用相同晶闸管的条件下，双反星形电路的输出电流可大一倍。
平衡电抗器的作用：两个直流电源并联时，只有当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流，⌝双反星形电路中，两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等，⌝两个星形的中点n1和n2间的电压等于ud1和ud2之差。
该电压加在Lp上，产生电流ip，它通过两组星形自成回路，不流到负载中去，称为环流或平衡电流，⌝考虑到ip后，每组三相半波承担的电流分别为⌝。
为了使两组电流尽可能平均分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%～2%以内。
图2-30 平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形双反星形电路中如不接平衡电抗器，即成为六相半波整流电路，只能有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角60o ，平均电流Id/6。
当α=0时，Ud 为1.35U2，比三相半波时的1.17U2略大些。
六相半波整流电路因晶闸管导电时间短，变压器利用率低，极少采用。
双反星形电路与六相半波电路的区别就在于有无平衡电抗器，对平衡电抗器作用的理解是掌握双反星形电路原理的关键。
由于平衡电抗器的作用使得两组三相半波整流电路同时导电的，平衡电抗器Lp承担了n1、n2间的电位差，它补偿了ub`和ua的电动势差，使得两相的晶闸管能同时导电将图2-29中ud1和ud2的波形用傅氏级数展开，可得当a =0°时的ud1、ud2，即ud中的谐波分量比直流分量要小得多，且最低次谐波为六次谐波。
单相半波整流可控电路(纯电阻,阻感,续流二极管)
电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别： 08 成员：金华职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。
3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载) ............................................... 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。
2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。
3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。
4. 小结................................................................................................... 错误!未定义书签。
三. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。
三相桥式整流
uc-ua =uca
VT5
VT6
uc-ub =ucb
11
三相桥式全控整流电路的特点：
（1)两个SCR同时通形成供电回路，其中共阴极组和共 阳极组各 有一个 SCR导 通， 且不能为 同相的两 个 SCR（否则没有输出）。
（2）对触发脉冲的要求：
按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差 60；
这种共阳极电路接法，对
ud id RL
于螺栓型晶闸管的阳根可 图3-26 三相半波可控整流电路
以共用散热器，使装置结
构简化；但三个触发器的
输出必须彼此绝缘。
6
T
a
n
b
c
Id1
VT 1
VT3
R/2
VT5
L/2
o
L/2
VT 4
VT6
R/2
VT2
Id2
Io
VT1 VT3 VT5 d1
i2a T
n
id
3
3
6U 2
sin td (t)
2.34U 2 1
cos( 3
)
（2）输出电流平均值为 ：Id=Ud /R
22
平均值：
1
IdVT 2
2 3
Id
d
(t)
1 3
Id
有效值：
IVT
1
2
I
2 d
2
3
1 3
Id
(3)晶闸管承受的最大反压：
2 3U2 6U2
（4）当整流变压器采用星形接法，带电感性负载时，变压器二次侧电
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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，