可控硅整流电路中的波形系数
IGBT与晶闸管电气专业 IGBT和可控硅的区别
IGBT与晶闸管电气专业IGBT和可控硅的区别两者都是开关元件，IGBT驱动功率小而饱和压降低。
前者可高频率开关后者就差劲。
前者价格高。
有待完善....IGBT的栅极G和发射极E\发射极E` IGBTIGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融和了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
` IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT的栅极G 和发射极E之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极C与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极G—发射极E间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
-可控硅;阳极A--`控制极G---k可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP 管和一个NPN管所组成，其等效图解如图所示当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。
此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
可控硅 波形
可控硅波形可控硅（SCR）是一种常用的半导体器件，广泛应用于电力电子领域。
它具有可控性强、耐压高、耐大电流等特点，被广泛应用于各种电力控制电路中。
我们来了解一下可控硅的基本结构和工作原理。
可控硅由4层半导体材料构成，其中有3个p型区域和1个n型区域。
两个p型区域被一个n型区域隔开，形成了一个pnpn的结构。
其中，两个p区被称为阳极（A）和阳极（K），而n区则被称为控制极（G）。
当可控硅的阳极与控制极之间施加一个正向电压时，可控硅处于导通状态。
而当施加一个负向电压时，可控硅处于截止状态。
接下来，我们来了解一下可控硅的波形特性。
可控硅的波形特性主要包括导通特性和截止特性。
在导通特性方面，当施加一个正向电压时，可控硅将开始导通，形成一个电流通路。
而在截止特性方面，当施加一个负向电压时，可控硅将停止导通，电流无法通过。
在实际应用中，可控硅通常与其他器件组成电力控制电路。
其中，最常见的一种电路是交流电压调节电路。
这种电路通常由可控硅、变压器和控制电路组成。
变压器用于将输入的交流电压降压到合适的电压范围，而控制电路则用于控制可控硅的导通和截止。
通过调节可控硅的导通角，可以实现对输出电压的调节。
可控硅还可以应用于交流电的控制开关。
在这种应用中，可控硅通常与触发电路和控制电路组成。
触发电路用于控制可控硅的导通，而控制电路则用于调节触发电路的触发角。
通过调节触发角，可以实现对交流电的控制开关。
总结起来，可控硅是一种常用的半导体器件，具有可控性强、耐压高、耐大电流等特点。
它的波形特性主要包括导通特性和截止特性。
在实际应用中，可控硅通常与其他器件组成电力控制电路，如交流电压调节电路和交流电的控制开关。
通过合理设计和控制，可控硅可以实现对电力的精确控制，广泛应用于各种领域。
可控硅工作原理及参数详解
上面我们只是把 R2（与 R1）作为象征性的限流电阻，其实 R2 完全可以是负载，如电 灯泡，如下图所示：
所谓人多好办事，这个更大的基极电流 IB2 第二次被三极管 Q2 放大，此时的 IC2 就是（IB2 ×β2×β1×β2），然后又重复被两个三极管交互进行正反馈放大，周而复始。
在这个过程中，三极管 Q2 的集电极‐发射极压降越来越小，阳极电流 IAA 的电流也越来越 大，最终 Q2 饱和了（Q1 也不甘示弱，节奏妥妥地跟上），最后就成为下图所示的：
可控硅完全导通后，流过 A、K 两极的电流即为通态电流 IT（On‐State Current），实际应 用时，VAK 通常是交流电压（如 220VAC），因此常将此参数标记为通态平均电流 IT（RMS），指 可控硅元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值，而此时流过 G、 K 两极的电流即为门极电流 IG（Gate Current），这个门极控制电流不应超过门极最大峰值电 流 IGM（Forward Peak Gate Voltage）
当 Q1 与 Q2 充分导通后（可控硅导通），A、K 两极之间的压降很小，其实就是 Q1 发射
结电压 + VBE2 Q2 集电极‐发射极饱和电压 VCE1，这个电压称为正向通态电压 VTM（Forward
On‐State Voltage）
可以看到，VAK 的电压值最终全部加到电阻 R2 上面，整个过程就是由电压 VGK 引发的“血 案”，原来 R2 电阻上没有任何压降，VGK 电压触发可控硅后，VAK 电压就全部加在电阻 R2 上 面了。
可控硅参数说明
可控硅参数说明可控硅是一种常见的半导体器件，也被称为晶闸管。
它具有可控性强、效率高、性能稳定等优点，在电力控制和电子控制领域得到广泛应用。
下面是对可控硅参数的详细说明：1.最大额定电压（VRRM）：可控硅能够承受的最大电压。
超过这个额定电压时，可控硅可能会出现击穿现象，导致失效或损坏。
2.最大平均整流电流（IOAV）：在特定条件下，可控硅能够持续稳定工作的最大平均电流。
该参数与可控硅的热稳定性和功率特性有关。
3.最大重复峰值反向电压（VRSM）：可控硅能够承受的最大峰值电压。
超过这个峰值电压时，可控硅可能会出现击穿现象，导致失效或损坏。
4.最大峰值水平电流（IPP）：可控硅在极端工作条件下能够承受的瞬时峰值电流。
该参数与可控硅的电流承载能力和热稳定性有关。
5.最大正向门极触发电流（IFGT）：为了激活可控硅，需要施加正向的门极触发电流。
该参数表示可控硅的最大门极触发电流。
6.最大正向临界触发电流（IFRM）：当可控硅被正向触发时，电流开始流过器件，达到临界触发电流的值。
该参数表示可控硅的最大正向临界触发电流。
7.最大漏极电流（IRM）：未施加触发电流时，可控硅漏极的泄露电流。
该参数表示可控硅的泄露电流水平。
8.最大导通电压降（VTM）：在可控硅正向导通状态下，器件两端的电压降。
该参数对于功耗和电压稳定性非常重要。
9.最大反向漏电流（IRRM）：在可控硅反向电压下，漏极的最大反向泄露电流。
该参数表示可控硅的漏路电流水平。
10. 最大引出电阻（Rth）：可控硅的热阻值，表示器件在工作过程中产生的热量与温度之间的关系。
较小的热阻值有利于可控硅的散热和长时间稳定工作。
以上是对可控硅参数的详细说明，这些参数在可控硅的选择和应用中非常重要。
在使用可控硅时，需要根据具体的应用需求和工作环境来选择合适的可控硅型号和参数。
整流电流断续的波形系数估算重点
整流电流断续的波形系数估算摘要：提出一个简便实用的估算单相和三相晶闸管整流电流波形系数的途径，并给出一些计算数据。
关键词：整流电路电流波形系数晶闸管目前，铅酸蓄电池化成和充放电电源广泛使用的是晶闸管全控整流电源。
一般讲，晶闸管可控整流电源的输出直流电流连续，可减小电网和电池负载侧电流的畸变和脉动，有利于提高网侧功率因数以及减小电路和电池中附加损耗。
然而，在晶闸管可控电源对蓄电池充电时，断续的充电电流是可以接受的，常常会有增大充电容量和缩短充电时间的效果。
为此，需要了解整流电流断续时的波形系数，以便正确计算出整流变压器绕组铜耗电量和晶闸管器件容量的大小。
现有的设计资料和手册中缺少这方面的数据，计算出错将会出现变压器温升过高以及晶闸管器件容量选取偏小或偏大等问题。
本文将给出一个简便实用的估算整流电流波形系数值的途径。
1 基本电路及电流方程单相或三相晶闸管全控整流电源对蓄电池充电的原理电路分别如图1(a)和图1(b)所示，即电源接有反电势性质的负载，输出的整流电流id分别用以下方程表示：1.1 单相电路0≤ωt≤π (1)1.2 三相电路0≤ωt≤（2）式中L棗平波电感，R棗主电路电阻，E棗蓄电池电势，U2和Ul棗交流相电压和线电压有效值，ω棗电网角频率，时间坐标的起点选在控制角=0的时刻。
2 断续状态下电流波形系数计算2.1 单相整流电路中电流断续的边界条件是id(ωt=0)=id(ωt=θ)=0 0<θ<π（3）式中导通角θ将从式（5）中解出。
式（1）的电流id表达式为id(ωt)=（4）式中，,而导通角θ与电路参数ε、α、有如下关系（5）于是电流的平均值Id.θ则用下式计算：(6)电流的有效值Irms.θ则用下式计算（7）式中(8)2.2 三相整流电路中电流断续的边界条件(9)式（2）的电流解表达式为id(ωt)=（10）式中ε= (11)电流的平均值要用下式计算:(12)电流的有效值则要用下式计算式中由以上所述，依据式（6）、（7）、（8）和式（12）、（13）、（14）分别计算出不同的、tg和组合下单相和三角整流电流断续波形系数Kf=Irms.θ/Id.θ值与导通角θ值之间的关系点，表1和表2分别列出部分计算数据，并将各点分别画在图2和图3中。
整流电路波形总结(1)
1、单相半波可控整流电路——阻性负载，触发角2、单相半波可控整流电路——阻感负载，触发角3、单相半波可控整流电路——阻感负载有续流二极管，触发角4、单相桥式全控整流电路——纯阻性负载，触发角5、单相桥式全控整流电路——带反电动势负载，触发角6、单相桥式全控整流电路——阻感性负载，触发角7、单相全波可控整流电路(单相双半波可控整流电路）——阻性负载，触发角8、单相桥式半控整流电路——阻性负载，触发角9、单相桥式半控整流电路——阻感负载，有续流二极管，触发角10、单相桥式半控整流电路另一种接法1、三相半波可控整流电路——纯阻性负载R 1）纯电阻负载，触发角为0度2）纯阻性负载，触发角30度3）纯阻性负载，触发角大于30度电流断续，以60度为例2、三相半波可控整流电路——阻感负载1）阻感负载，触发角60度（当触发角时，整流电压波形与纯阻性负载时相同，因为两种负载情况下，负载电流均连续）。
3、三相桥式全控整流电路1）纯电阻负载，触发角0度纯阻性负载，0度触发角时晶闸管工作情况2）纯阻性负载，触发角30度3）纯阻性负载，触发角60度4）纯阻性负载，触发角90度5）阻感负载，触发角0度6）阻感负载，触发角30度7）阻感负载，触发角90度4、考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算5、电容滤波的不可控整流电路（单相桥式整流电路）6、感容滤波的二极管整流电路7、带平衡电抗器的双反星型可控整流电路触发角为0度时，两组整流电压电流波形平衡电抗器作用下输出电压的波形和电抗器上的电压波形平衡电抗器作用下，两个晶闸管同时导通的情况当触发角为30度、60度、90度时，双反星形电路的输出电压波形8、多重化整流电路（并联多重联结的12脉波整流电路）9、移相30度串联2重联结电路移相30度串联2重联结电路电流波形三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形 u ab u ac u bc u ba u cau cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u a u b u c u a u b u c u a u b u c u a u b u 2u d ωtO ωtO β =π4β =π3β =π6β =π4β =π3β =π6ωt 1ωt 3ωt 2。
可控硅整流波形畸变
可控硅整流波形畸变可控硅整流电路在电力电子应用中扮演着重要角色，但波形畸变问题一直困扰着使用者。
波形畸变可能会影响电路的性能，甚至可能导致系统故障。
因此，理解可控硅整流波形畸变的原因和解决方法至关重要。
可控硅整流电路通常被用于将交流电转换为直流电，其工作原理依赖于可控硅的导通和关断。
然而，在实际应用中，由于多种因素的影响，如负载电流、输入电压、控制信号等，可能导致可控硅的导通和关断不完全理想，从而产生波形畸变。
首先，负载电流的影响是不可忽视的。
当负载电流过大时，可控硅的导通和关断可能会变得不平稳，导致波形畸变。
此外，负载电流的突然变化也可能引起波形畸变。
为了解决这个问题，可以采取一些措施来优化电路设计，如增加缓冲电路、使用更高质量的可控硅等。
其次，输入电压的稳定性也会影响波形畸变。
当输入电压波动较大时，可控硅的导通和关断时间可能会受到影响，从而导致波形畸变。
为了解决这个问题，可以使用稳压电源或者采取其他措施来提高输入电压的稳定性。
另外，控制信号的质量也会影响波形畸变。
如果控制信号不完全稳定或者存在噪声，那么可控硅的导通和关断可能会受到影响，从而导致波形畸变。
为了解决这个问题，可以使用高质量的控制信号源，或者采取信号滤波措施来降低噪声影响。
除了以上因素外，还有其他一些可能影响波形畸变的因素，如电路布局、元件老化等。
为了减少这些因素的影响，可以采取一些措施来优化电路设计，如合理布局电路、定期检查元件状态等。
为了解决可控硅整流波形畸变问题，除了从上述因素出发进行优化设计外，还可以考虑以下几种方法：1.采用多重化技术：通过将多个可控硅整流器并联或者串联起来，可以降低谐波电流的影响，从而减少波形畸变。
2.增加滤波器：在整流器输出端增加滤波器可以有效地抑制谐波分量，从而降低波形畸变。
根据需要可以选择LC、RC或者电子滤波器等不同类型。
3.采用PWM控制技术：通过调节可控硅的导通和关断时间来控制输出电压和电流，可以减少谐波分量，从而降低波形畸变。
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。
波形1
三相半波可控整流电路，电阻性负载T u dVT 2VT 1VT 3Va Vb Vc控制角a=0时控制角α=0 (相当于三个整流管情况) 自然换相点控制角α=30α≤30Ａ相晶闸管的电压波形，由3段组成： 0，uab ，uac ，最大电压为线电压峰值(1.414UL)。
增大α值，输出整流波形后移，每管依次导通120度； α=30控制角 30º<α<150º 以α＝60º为例30º< α < 150º时工作小结 负载电流断续； 晶闸管导通角小于120晶闸管的电压波形由6段组成：0，ua,uab ，ua,ua,,uac, 导通角与电流连续关系α<30º时，输出电压ud 和输出电流id 波形保持连续状态，各相晶闸管保持导通120ºα=30º正好是ud 和id 波形连续的临界状态，此时各相保持导通120º α>30º时，输出电压ud 和id 波形出现断续，各相晶闸管导通小于120º平均电流计算：整流电压平均值的计算 a ≤30负载电流连续，有：当a=0时，Ud 最大，为 Ud=Ud0=1.17U2a>30当a=150Ud 等于零，也说明最大导通角只能是150负载电流计算： 负载电流平均值为晶闸管轮流导通，所以平均值为负载的三分之一 晶闸管电压额定值计算：晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即二.电感性负载a ≤30导通角： 120度；SCR 承受最大电压：线电压峰值ααπcos 17.1cos 26322U U U ==d ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=)6cos(1675.0απd U RU I d d =3d I I tav =222RM 45.2632U U U U ==⨯=22U U =FMa >30Ta 导通在换相角等于60度时触发导通 当其电压变为零时，Ta 继续导通A 相电流为id ，其余为零平均电压计算 整流电压平均值的计算在电流连续条件下，晶闸管导通120当a=0º时，Ud 最大，为 当a=90º时，Ud 为零 所以移相范围内90º晶闸管电流额值计算变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为晶闸管的额定电流为晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值三相半波共阳极可控整流电路三个SCR 的阳极相连 输出电压的负端零线--输出电压的正端 相电压最低的SCR 触发导通三相全控ααπcos 17.1cos 26322U U U ==d217.1U U U ==d 0d dd VTI I I I I d o o 577.03136012022====dVTVT(AV)368.057.1I I I ==2RM FM 45.2U U U ==三相桥式全控整流电路的特点a.每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，共阴极组的和共阳极组的各1个，且不能为同一相的晶闸管。
可控硅整流电路分析
第2章整流电路主要容：单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算，续流二极管的作用及有关波形分析。
三相半波整流电路的波形分析及计算。
三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
整流变压器原、附边绕组电流有效值及容量计算。
带平衡电抗器的双反星性大功率整流电路工作原理及波形分析。
变压器漏抗对整流电路的影响。
电路中谐波的产生、组成及抑制方法。
整流电路的谐波和功率因数。
整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件，逆变颠覆及防止措施。
触发脉冲与主回路电压的同步，移相工作原理。
重点：单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算。
三相半波整流电路的波形分析及计算。
三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
变压器漏抗对整流电路的影响。
电路中谐波的产生、组成及抑制方法。
整流电路的谐波和功率因数。
整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件，逆变颠覆及防止措施。
触发脉冲与主回路电压的同步，移相工作原理。
难点：三相半波整流电路的波形分析及计算。
三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件，逆变颠覆及防止措施。
触发脉冲与主回路电压的同步，移相工作原理。
基本要求：掌握单相各、三相半波、三相全控整流电路在不同性质负载下的工作原理及波形分析，控制角移相围，电流有效值、平均值的计算，对相位控制触发脉冲的基本要求。
理解以带平衡电抗器的双反星性电路为代表的大功率整流电路工作原理。
掌握变压器漏抗对整流电路的影响。
了解电路中谐波的产生、组成及拟制方法。
掌握整流电路的谐波和功率因数。
掌握整流电路的有源逆变工作状态及实施逆变的条件，逆变状态时的能量分析及其物理概念；掌握三相桥式逆变电路对触发脉冲的要求，逆变颠覆及防止措施。
掌握触发脉冲与主回路电压的同步问题，移相工作原理及移相围，了解集成触发器的工作原理及应用。
整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电；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，又分为单拍电路和双拍电路。
可控硅整流波形畸变
可控硅整流波形畸变可控硅整流波形畸变——优化电力传输和节能领域的重要研究方向引言可控硅整流技术是一项在电力传输和节能领域中十分重要的研究方向。
它通过控制硅控整流器的开关及导通时间，实现对交流电源的整流。
然而，在实际应用中，可控硅整流器所产生的波形畸变问题一直困扰着研究者。
本文将深入研究可控硅整流波形畸变的原因、影响及优化方法，并阐述个人对于该主题的观点和理解。
一、可控硅整流波形畸变的原因1. 可控硅元件的导通延迟和关断时间当可控硅元件进行导通和关断的时候，存在着导通延迟和关断时间。
这个时间间隔会导致电流波形中产生额外的谐波成分，从而产生波形畸变。
2. 电力传输线路的电感和电容特性电力传输线路具有一定的电感和电容特性，这会导致电压和电流的波形发生变形。
特别是在高负载情况下，这种变形更为明显，产生的谐波成分较多，使得波形畸变显著增加。
二、可控硅整流波形畸变的影响1. 对电力传输的影响可控硅整流波形畸变会影响电力传输的稳定性和效率。
波形畸变使得传输的电能中存在大量谐波成分，增加了能量的损耗和传输过程中的电压降低，从而降低了整体的传输效率。
2. 对电力设备的影响电力设备对电能质量有一定的要求，包括电压、电流的稳定性和波形形状等。
可控硅整流波形畸变会导致电力设备工作状态的不稳定，从而影响设备的寿命和可靠性。
三、优化可控硅整流波形畸变的方法1. 控制可控硅元件的导通和关断通过优化可控硅元件的导通延迟和关断时间，减少波形畸变产生的原因。
可以采用先进的控制策略，如神经网络控制、模糊控制等，实时调节可控硅元件的导通和关断。
2. 加入滤波器在可控硅整流器的输出端加入滤波器，滤除谐波成分，并对电压和电流进行变换，使其更接近纯正弦波形。
3. 优化电力传输线路的设计通过减小线路的电感和电容，降低线路对电压和电流波形的影响，从而减少波形畸变的产生。
四、个人观点和理解可控硅整流波形畸变是一个在电力传输和节能领域中需要重视的问题。
直流可控硅 电流 波形
直流可控硅电流波形如下：直流可控硅在导通时的电流波形取决于其控制信号的类型和负载的性质。
当可控硅被触发后，如果负载是纯电阻性的，电流波形通常会是一个平稳的直流波形。
然而，如果负载具有感性或容性成分，或者在可控硅的控制电路中使用了特定的触发脉冲，那么通过可控硅的电流波形可能会有所不同。
具体来说：1.栅极信号的影响：为了控制可控硅的导通，通常需要提供一个触发信号到其栅极。
这个信号可以是直流信号，也可以是脉冲信号。
使用脉冲信号可以精确控制可控硅的触发点，并且可以通过电气隔离来减少不必要的信号干扰。
2.脉冲宽度的影响：触发脉冲的宽度会影响可控硅的开启时间。
对于高感性负载，脉冲宽度必须足够长，以确保阳极电流上升到大于可控硅的锁存电流的值。
3.负载性质的影响：如果负载包含电感或电容等无源元件，它们会在电流波形中引入瞬态过程，如上升沿和下降沿的延迟，以及可能的振荡现象。
4.整流器应用中的波形：在相位控制整流电路中，通过调节栅极触发脉冲可以控制输出直流电压的大小，这会导致输出直流波形出现所谓的“削波”现象，即只有部分交流输入波形被转换为直流输出。
5.逆变器应用中的波形：在倒相器电路中，可控硅可以将直流转换成交流，这种转换会产生特定的交流波形，其形状和频率由逆变器的设计决定。
6.实际应用中的波形：在实际的应用中，由于电路中存在各种无源元件（如电阻、电感、电容）和线路的寄生参数，可控硅导通后的电流波形可能会与理想情况有所不同。
这些元件和线路的特性会对电流波形产生影响，尤其是在高频或大功率的应用中更为明显。
总的来说，直流可控硅的电流波形会因控制信号的种类、负载性质、以及电路设计的具体情况而有所不同。
在设计可控硅电路时，需要根据具体的应用需求来选择合适的触发方式和考虑负载特性，以获得期望的电流波形。
关于整流电路中波形系数的研究
到 1 的变化过程中, 波形系数 K 值逐渐增大, 而且增
大的速度越来越快, 而接近 1 时, K 值将急剧增加, 而
U 和 U d 都急剧下降。
表 1 不同触发延迟角 Α时的波形系数值
Α0
Π 12
Π 6
Π 4
Π 5Π Π 7Π 3 12 2 12
K 1. 57 1. 60 1. 66 1. 75 1. 88 2. 03 2. 22 2. 46
2006 年第 1 期 机 械 工 程 与 自 动 化
·139·
K
=
U U
d
=
41Πs in 2Α+
Π- Α 2Π 。 ………………
0.
45×1+
co sΑ 2
(3)
将不同的 Α值代入式 (3) , 就得到相应的 K 值, 见表
1[2]。 由表 1 可以看出, 在晶闸管的触发延迟角 Α由 0
(1) 应尽量减小晶闸管的触发延迟角, 如 Α= 0 时,
则 K = 1157。 (2) 当负载额定电压比输入交流电压的有效值低
得多时, 先用变压器降压再进行整流。 图 3 为改进后 的单相半波整流电路。
T ——变压器; u1——电源电压; u2——整流电路输入电压; V T ——晶闸管
图 3 改进后的单相半波整流电路
Α
2Π 3
3Π 4
5Π 6
11Π 17Π 35Π 89Π 179Π 12 18 36 90 180
K 2. 78 3. 23 3. 98 5. 65 6. 92 9. 80 15. 49 21. 91
根据实验结果和计算可知, 当直流电压表指示 10V 即电压平均值U d = 10V 时, co sΑ= - 0. 797 9, Α= 142. 9o, 波形系数 K = 3. 57, 电压有效值 U = 35. 7V。 已相当接近灯泡的额定电压了, 所以灯泡达到正常亮 度。 3 结论
4可控硅全波整流
试卷编号 2203 可控硅全波整流一．实操目的1．掌握单结晶体管和可控硅的工作原理。
2．了解单结晶体管触发电路脉冲产生的原理；3．了解调压的原理4．掌握各工作点的输出波形。
5．掌握输出电压与控制角之间的关系。
二．原理图实操原理图见图2203-1所示。
图2203-1可控硅整流电路三．实操器材220V/12V交流变压器2个，示波器，万用表，桥堆一个，100欧电阻两个，8V稳压管1个，100K可调电阻1个，10K电阻1个，0.1uF电容1个，510欧电阻1个，单结晶体管（BT33）1个，47欧电阻2个，二极管2个，可控硅2个，12V 灯泡1个，万能板1块，导线若干，烙铁1个，焊锡若干。
四．元件介绍a) 可控硅1．结构可控硅也称为晶闸管。
它有三个电极，即阳极a、阴极c和控制极g。
螺栓一端是阳极a,另一端有两个电极，引线粗的是阴极c，细的是控制极g。
用万用表测量极间电阻的方法可以判断其好坏、触发能力及管脚。
其图形文字符号及内部结构示意图如图2203-2所示。
a J1 J2 J3a p1 p2 p3 p4 cSCRg gc(a)图形文字符号 (b)内部结构示意图图2203-2 可控硅2．工作原理在可控硅的阴阳极加反向电压时，只有J2结正向偏置，故只能通过很小的反向漏电流，可控硅不导通，呈反向阻断状态。
在可控硅的阴阳极加正向电压时（控制极断开），J1、J3结正向偏置，而J2结反向偏置，故在此时还是只有极小的正向漏电流通过，可控硅仍不导通，呈正向阻断状态。
在可控硅的阴阳极加正向电压，并在控制极与阴极之间加上一定的正向触发电压Ug，此时J1、J2、J3结均为正偏值，并且由于自身的正反馈作用，即使触发电压消失，它们能保持导通，只有当阳极电压减小至0或反向，才关断。
3．主要参数（1）正向阻断峰值电压（PFV）（2）反向阻断峰值电压（PRV）（3）额定正向平均电流（If）（4）控制极触发电压（Ug（5）维持电流（Ih）使用时必须注意加在可控硅上的正、反向电压峰值不应超过正、反向峰值阻断电压，通过的平均电流值不应超过额定正向平均电流值，否则，可能损坏可控硅元件。
可控硅调光波形
可控硅调光波形
可控硅调光波形是指通过可控硅（SCR）调光器调节输入电压的波形，以达到控制输出电压大小的目的。
可控硅调光器通常是通过调节可控硅的导通角来控制输出电压的有效值，从而实现调光功能。
当可控硅的导通角较小时，输入电压的有效值较低，输出电压也较小；当可控硅的导通角较大时，输入电压的有效值较高，输出电压也较大。
可控硅调光波形通常呈现为一种类似于正弦波的形状，但当可控硅导通角较小时，波形会发生变化，变成类似于斩波的形状。
这种斩波形状的波形会使输出电压产生突变，从而产生浪涌电流和电磁干扰等问题。
为了解决这些问题，一些新型的调光器采用了后沿切相调光技术，通过调节可控硅在开通时的前沿来控制输出电压的有效值，以实现更平滑的调光波形。
这种调光技术可以降低线路功率因数和EMI干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
直流电机整流电源供电纹波因数和波形因数计算方法
直流电机整流电源供电纹波因数和波形因数计算方法
电压、电流纹波因数测定及电流波形因数测定是直流电机试验中的标准试验项目，本文主要根据GB/T 1311 直流电机试验方法对整流电源供电的直流电机纹波因数计算方法、波形因数计算方法进行介绍。
一、电压电流纹波因数的计算
电压、电流波形不间断时纹波因数的计算
电压、电流波形不间断时，其纹波因数应按照下式计算：
式中：
K0CU——电压纹波因数;
Umax——脉动电压最大值，V;
U民——脉动电压最小值，V。
式中：
K0CI——电流纹波因数;
Imax——脉动电流最大值，A;
Imin——脉动电流最小值，A。
二、电压、电流波形间断时纹波因数的计算
电压、电流纹波间断时，其纹波因数应当按照下式计算：
式中：
K0CU——电压纹波因数;
Umax——脉动电压最大值，V;
UaV——直流电压平均值，V。
式中：
K0CI——电流纹波因数;
Imax——脉动电流最大值，A;
IaV——直流电流平均值，A。
三、电流波形因数的计算
电流波形因数按照下式计算：
式中：
Kf——电流波形因数; Irms——电流的有效值，A; IaV——电流的平均值，A。
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可控硅整流电路中的波形系数
某一电压(或电流)的有效值与其平均值之比，我们称之为波形系数。
在可控硅整流电路中波形系数是个值得注意的问题。
为说明这个问题，我们先按图1所示的可控硅半波整流电路做个实验，各元件的型号和参数仅供参考。
先将R值调至最大，接通电源，此时直流电压表指示为零，灯泡不亮。
然后慢慢减小R值，电压表读数逐渐增大，灯泡逐渐增亮。
我们会发现当直流电压表指示为10伏时，灯泡便达到正常亮度了，这就是说灯泡的功耗已达额定功率了，若再继续增高电压，灯泡就可能烧毁。
为什么电压表的读数还远没有达到灯泡的额定电压36伏，而灯泡的功耗却已达到额定功率了呢?
灯光中流过的电流是单向脉动电流，灯泡两端的电压为单向脉动电压，其波形如图2中实线所示。
直流电压表的读数是这种脉动电压的平均值，而刁；是它的有效值。
其有效值却要比平均值大得多。
根据电工学知识，这种周期性的单向脉动电压的有效值U。
乃是瞬时值的平方在一个周期内平均值的算术平方根(均方根值)，即
将不同的Q值代入式(3)，就得到相应的K值，如表一所示。
由表一可以看出，当可控硅的移相角由零变到n时，波形系数K值逐渐增大，而且增大的速度越来越快，当。
接近，I时，K值将急聚增加(而U和Uo都急聚下降。
)
现在再来看看实验结果。
据式(2)可算出，当直流电压表指示10伏即U。
=10伏时，CO$n=-0．7979，波形系数K~3．57， Uo~35．7伏。
Uo己相当接近灯泡的额定电压了，所以灯泡达到正常亮度。
根据同样的道理可算出，当G相同时，在电阻性负载的全波可控整流电路中，输出脉动电压(波形见图3中的实线)系数的1／／2倍。
在上述计算中，均忽略了可控硅导通时的正向压降。
对其他形式的整流电路以及负载呈电感性时输出电压的波形系数，本文不再赘述。
由上面的分析可知，在用可控硅进一行整流时，直流电压表(或电流表)上L的读数是输出电压(或电流)的平均1K值，不能将读数直接代入公式卜U2 L来计算负载上的功耗，这是因为式中U为负载R，上的电压有效值，即U=Uo。
如欲减小波形系数，使输出出电压有效值接近于平均值，有三条措施可取：
(1)尽量减小可控硅的移相角，如Q：o时，则K=I．57(单相半波)： (2)当
负载额定电压比输入交流电压的有效值低得多时，先用变压器降压再进行整
流； (3)尽量采用单向可控整流或三相可控整流电路。
如忽视波形系数的影
响，尽管电压表的读数还远未达到负载的额定电压，但仍有可能烧毁电器，
以致造成不应有的损失。
这是必须注意的。
在实际应用中，为方便起见，我们可根据表二来估算不同的输出直流电压时的波形系数，从而估算出输出电压的有效值。
表二中的n为直流电压表的读数U。
与输入交流电压有效值U的比。
即 23 (3)，便可得到相应的波形系数K。
例如在图1所示的电路中，当直流电压表指示为 50伏时，n=50／220~0．23，根据表二可估算出此时波形系数K在2．32和1．98之间。
对于全波可控整流电路来说，
根据同样的道理，可得出全波可控整流电路中，对应于不同n值(可控硅全导通时n取得最大值0．9)时的波形系数K。