单相半波整流电路ppt课件

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第四讲单相半波可控整流电路

3）电路参数计算 ①输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id。
U d
1 2π
π
2U2 sin td(t)
2U 2 2π
[ cos t]π
0.45U
2
1
cos 2
2U2 (1 cos ) 2π
Id
Ud Rd
0.45 U2 Rd
1 cos 2
（2）接续流二极管时
②流过晶闸管电流的平均值IdT和有效值IT
单相半波可控整流带电阻性负载电路参数的计算
1）输出电压平均值与平均电流的计算：
Ud
1 2π
π
2U2 sin td(t)
2U 2 2π
[ cos t]π
2U 2 2π
(1
cos )
0.45U 2
1
cos 2
Id
Ud Rd
0.45U 2 1 cos
Rd 2
2）负载上电压有效值U与电流有效值的计算：
Rd 2π
4π
晶闸管可能承受的正反向峰值电压为：U TM 2U 2
4）功率因数 cos P UI π sin 2
S U2I
2π
4π
例1-3: 单相半波可控整流电路，阻性负载，电源电压U2为220V，要
求的直流输出电压为50V，直流输出平均电流为20A，试计算：晶闸管的控制角。输出电流有效值。电路功率因数。晶闸管的额定电压和额定电流，并选择晶闸管的型号。
定性分析： 1） 60o 时的波形分析（a）输出电压波形
（b）晶闸管两端电压波形
60o 时输出电压和晶闸管两端电压的实测波形
（a）输出电压波形（b）晶闸管两端电压波形
2） 120o时的波形分析（a）输出电压波形（b）晶闸管两端电压波形

单相半波可控整流电路

1
u
2
u
d
R
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用 a 表示,也称触发角或控制角。
u b)
2
0 u c) 0 u d) 0 u VT e) 0
d g
wt
1
p
2p
wt
wt
a
q
wt
wt
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。
2-3
基本数量关系
41.77 Display
Voltage Measurement1 Mean Value
脉冲发生器设定：周期0.02s, 宽度10％，相位滞后 90/360*0.02s,幅值10
输出电压平均值（直流电压）
2-17
单相半波可控整流阻感负载a=90度电流断续的仿真波形
输出电压
输出电流
2-18
3.1.2 单相桥式全控整流电路
a)
u1
u2
阻感负载的特点：电流不能发生突变电力电子电路的一种基本分 b) 析方法通过器件的理想化，将电路 c) 简化为分段线性电路，分段进行分析计算对单相半波电路的分析可基 d) 于上述方法进行：当VT处于断态时，相当于电路在VT处 e) 断开，id=0。当VT处于通态时，相当于VT短路 f)
ห้องสมุดไป่ตู้wt
f) O uV T O
wt
I VDR rms
1 2p
p
2p a
p a g) I d (wt ) Id 2p
2 d
wt
2-13
单相半波可控整流电路的特点
a)
T u1
VT uV T u2

单相半波可控整流电路

单相半波可控整流电路1、工作原理电路和波形如图1所示，设u2=U2sinω。

图1 单相半波可控整流正半周：0＜t＜t1,ug=0,T正向阻断，id=0,uT=u2,ud=0t=t时,加入ug脉冲，T导通，忽略其正向压降，uT=0,ud=u2,id=ud/Rd。

负半周：π≤t＜2π当u2自然过零时，T自行关断而处于反向阻断状态，ut=0,ud=0,id=0。

从0到t1的电度角为α，叫控制角。

从t1到π的电度角为θ，叫导通角，显然α+θ=π。

当α=0，θ=180度时，可控硅全导通，与不控整流一样，当α=180度，θ=0度时，可控硅全关断，输出电压为零。

2、各电量关系ud波形为非正弦波，其平均值（直流电压）：由上式可见，负载电阻Rd上的直流电压是控制角α的函数，所以改变α的大小就可以控制直流电压Ud的数值，这就是可控整流意义之所在。

流过Rd的直流电流Id：Ud的有效值（均方根值）：流过Rd的电流有效值：由于电源提供的有功功率P=UI，电源视在功率S=U2I（U2是电源电压有效值），所以功率因数：由上式可见，功率因数cosψ也是α的函数，当α=0时，cosψ=0.707。

显然，对于电阻性负载，单相半波可控整流的功率因数也不会是1。

比值Ud/U、I/Id和cosψ随α的变化数值，见表1，它们相应的关系曲线，如图2所示表1 Ud/U、I/Id和cosψ的关系图2 单相半波可控整流的电压、电流及功率因数与控制角的关系由于可控硅T与Rd是串联的，所以，流过Rd的有效值电流I与平均值电流Id的比值，也就是流过可控硅T的有效值电流IT与平均值电流IdT的比值，即I/Id=It/IdT。

二、单相桥式半控整流电路1、工作原理电路与波形如图3所示图3、单相桥式半控整流正半周：t1时刻加入ug1，T1导通，电流通路如图实线所示。

uT1=0,ud=u2,uT2=-u2。

u2过零时，T1自行关断。

负半周：t2时刻加入ug2，T2导通，电流通路如图虚线所示，uT2=0，ud=-u2,ut1=u2。

单相半波整流电路课件

输出电流计算
输出电流为脉动直流电流，其平均值与输出电压平均值及负载电阻有关。在纯电阻负载下，输出电流平均值Io=Uo/R，其中R为负载电阻。
整流二极管参数选择
01
最大反向工作电压URM
在选择整流二极管时，需要考虑其最大反向工作电压URM应大于输入
电压峰值Up，以确保二极管在反向电压作用下不会被击穿。
分析实验数据，得出实验结论
单相半波整流电路应
06
用与拓展
应用领域介绍
01
02
03
电力系统
单相半波整流电路在电力系统中用于将交流电转换为直流电，以供各种设备使用。
电子设备
许多电子设备需要直流电源供电，单相半波整流电路可将交流电源转换为所需的直流电源。
通信系统
在通信系统中，单相半波整流电路可用于信号检测和处理，以及电源供应等方面。
输出波形
单向脉动直流电，其数学表达式为 uo=1/π∫(0,π)Emsinωtd(ωt)=2Em/ π。
单相半波整流电路参
03
数计算
输入电压和电流计算
输入电压计算
单相半波整流电路的输入电压为交流电压，其有效值等于峰值除以√2。在正弦波交流电源下，输入电压有效值Ui=Up/√2，其中Up为输入电压峰值。
优缺点分析
结构简单
单相半波整流电路结构相对简单，易于实现和维护。
成本低廉
由于电路结构简单，所需元器件较少，因此成本相对较低。
优缺点分析
输出电压波动大
由于单相半波整流电路只利用了交流电的正半周或负半周，因此输出电压波动较大，纹波系数较高。
整流效率低
与全波整流电路相比，单相半波整流电路的整流效率较低，能量损失较大。

单相半波整流电路课件

+ 五、板路
+
整流：将交流电压变换成脉动的直流电压。
+
（一）：单相半整流电路的结构与工作原理
+
1：电路结构组成
+
2：工作原理
+ （1）：单相半波整流电路的整流原理
+ （2）导通时的电流回路分析
+ （3）：输出电压极性与电压电流波形分析
+
（二）：负载电压、电流计算与整流二极管的选取
+ 整流：将交流电压变换成脉动的直流电压。
1.单相半波整流电路
+ –
T+a
D io
u2 >0 时:
二极管导通，忽略二极管正向压降，
u1
u2 –
uo=u2 RL uo
u2<0时:
b
二极管截止, uo=0
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
单相半波整流电压波形 u2
+ Vrm = ,整流二极管在正向导通时最大的整流电流 IV 应等于负载电流 I L ，
+ 3：讲解例题（教材 P193 例题 1）
+ 通过例题讲解可以帮助学生掌握选用整流二极管的方法
+ 四、教学小结：
+ （1）单相半波整流电路广泛应用于电工电子技术中，：其整流的原理是利用二极管的单向导电性。（2）：由于半波整流电路所采用元器件较少，所构成的电路简单、成本低，但从输出电压的波形图上可以看出输出的直流电压低、脉动大，变压器一半的时间未利用，所以效率较低，只适用于对脉动要求不高的场合。（可引导学生小结）（3）：在选用整流二极管时应重点考虑最大的整流电流和最高的反向工作电压。

第7章直流电源ppt课件

1. 电路
2.工作原理上升阶段:电源给负载供电，同时又给电容器C充电，形成om段波形。
第七章直流电源
下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电，按放电曲线nh下降，直到的下一个半周电源电压大于电容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。
二、工作原理
正常工作状态时 UF=UREF uA 0 放大器B的输出只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的输出脉冲电压的占空比q=50%；
UI的增加使输出电压增加时，UF UREF 放大器A输出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。
第七章直流电源
第五节可控硅整流电路
一、可控硅的结构与导通条件二、单结晶体管及触发电路三、单相桥式可控整流电路
第七章直流电源
一、可控硅的结构与导通条件
可控硅 (thyristor) 也称晶闸管 1.结构四层半导体材料组成，
形成三个PN结
2.导通条件
①阳极和阴极之间加正向电压UAK。 ②控制极和阴极之间加正向触发电压UG。
第七章直流电源
可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈仍可维持导通状态。 3. 关断的条件：
第七章直流电源
2．单结晶体管的伏安特性曲线
突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压 UP、电流IE称峰点电流IP。
曲线中的最低点V 称谷点，对应的电压和电流分别称谷点电压UV 和谷点电流IV。截止区、负阻区、饱和区
第七章直流电源
3．单结晶体管振荡电路
接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC 逐渐升高。
三、工作原理
当 uA ＞uT时，T导通，电源通过调整管T向负载供电和给电容C充电，同时电感L 储存能量。二极管D承受反向电压而截止。

单相半波整流电路

作业： 1.什么是整流电路，它有哪些类型？ 2.画出单相半波整流电装、测试整流电路
一、目标: 1.掌握整流电路的作用。会对整流电路进行组装。 2. 理解单相半波整流电路的组成。 3. 会测试整流电路的性能。
二、设备
1.变压器、电阻、二极管等元件。 2.万用表、示波器、交流毫伏表。
实践操作组装、测试整流电路
三、内容与步骤
（2）用双踪示波器同时观察并记录半波整流电路的输入电压u2和输出电压Uo的波形，并记录波形。（3）用交流毫伏表测量并记录输出电压Uo中的交流分量值，用万用表直流电压挡测量并记录输出电压Uo中的直流分量值。
一、单相半波整流电路
1.电路组成及工作原理
利用二极管的单向导电性，在变压器二次电压为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于截止状态，负载中没有电流流过，负载上电压为零。由于二极管的单向导电作用，将变压器二次的交流电压变换成为负载两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图2所示。因为这种电路只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，所以称为单相半波整流电路。
任务二组装、测试整流电路
单相半波整流电路
一、单相半波整流电路
1、利用二极管的单向导电特性，将正负交替的正弦交流电压变换成单方向的脉动电压的电路，称为整流电路。
2、根据交流电的相数，整流电路分为单相整流、三相整流电路等。常用的单相整流电路有单相半波和单相桥式整流电路。其中尤以单相桥式整流电路用得最为普遍。

课件4----整流电路

整流电路是电源电路中的核心部分，它的作用是将交流电压通过整流二极管转换成单向脉动性的直流电压，整流是将交流电压转换成直流电压过程中的关键一步。无论什么类型的电源电路，都需要整流电路来完成交流电至直流电的转换。整流电路的类型比较少，但具体电路的变化比较多，电子电路中基本的整流电路有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。
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3．图解单相桥式整流电路
电路名称
单相桥式整流电路
电路原理图
波形图
单相桥式整流电路的变压器次级绕组不用设中心抽头，但要用四只整流二极管。从整流电路的输出电压波形中可以看出，通过桥式整流电路，可以将交流电压转换成单向脉动性的直流电压，这一电路作用同全波整流电路一样，也是将交流电压的负半周转到正半周来。
工作原理
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图1-2-7 单相桥式整流电路波形图
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课题2
整流电路的应用
图1-2-8 单相桥式整流电路的电流通路
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(2）负载RL上直流电压和电流的计算
在单相桥式整流电路中，交流电在一个周期内的两个半波都有同方向的电流流过负载，因此在同样的U2时，该电路输出的电流和电压均比半波整流大一倍。输出电压为：UL≈0.9U2 依据负载RL上的电压UL求得整流变压器副边电压：
流过负载RL的直流电流平均值：
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(3）整流二极管上的电流和最大反向电压
在桥式整流电路中，由于每只二极管只有半周是导通的，所以流过每只二极管的平均电流只有负载电流的一半，即
在单相桥式整流电路中，每只二极管承受的最大反向电压也是u2的峰值，即

1.3.1单相半波整流电路3

可见，在v1一周期内，流过二极管的电流iV1、iV2叠加形成全波脉动直流电流iL，于是RL两端产生全波脉动直流电压vL。故电路称为全波整流电路。
3、负载和整流二极管上的电压和电流 (1) 负载电压从图1.3.2可以看出，在全波整流电路中，一个周期内的两个半波均有电流通过负载，因此负载上形成的直流电压平均值是半波整流电路的二倍，即
二极管截止时，实际承受的反向电压的最大值VRM
等于变压器二次侧电压v2的最大值，即
VRM 2V2 1.41V2
4、选用整流二极管条件： (1) 二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压； (2) 二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实际工作电流。
5、半波整流电路优缺点电路优点：结构简单，使用元件少
VL 0.9V2
(2) 负载电流根据欧姆定律可知，通过负载的整流电流平均值是半波整流电路的二倍，即
IL
VL RL
0.9V2 RL
(3) 流过二极管的正向平均电流由于两只二极管轮流导通，所以流过每只二极管的正向平均电流为流过负载整流电流平均值的一半，即
IV
1 2
IL
(4) 二极管承受反向峰值电压
2、工作原理设变压器T的一次侧接电压v1，则在变压器T的二次侧就会感应出大小相等而相位相反的v2a和v2b电压，设 v2a和v2b为正弦波，波形如图1.3.2(b)所示。在v1正半周时，T次级A点电位高于B点电位，在v2a作用下，V1加正向电压而导通，V2加反向电压而截止，iV1 自上而下流过RL，在负载RL两端产生上正下负的脉动直流电压VL。在v1负半周时，T次级A点电位低于B点电位，在v2b的作用下，V2加正向电压而导通，V1加反向电压而截止，iV2自上而下流过RL，在负载RL两端产生上正下负的脉动直流电压VL。

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

单相半波可控整流电路(阻感性负载加续流二极管)

03 续流二极管
续流二极管的作用
防止反向电流
在晶闸管关断期间，如果没有续流二极管，阻感性负载中的电流会反向流动，可能导致设备损坏。续流二分反向电压，从而降低加在晶闸管上的反向电压，保护晶闸管不受过电压的损坏。
续流二极管的选择与使用
测试设备
万用表、示波器、电源等。
测试结果分析
观察整流电路的输出电压和电流波形，分析其性能指标，并与理论值进行比较。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
耐压要求
选择续流二极管时，应考虑其反向击穿电压是否满足电路需求。
电流容量
根据阻感性负载的电流大小选择合适的电流容量的续流二极管，以确保其能够承受较大的电流。
开关频率
在高频开关状态下使用的二极管应具有良好的开关性能和较小的反向恢复时间。
安装方式
续流二极管应安装在散热良好的地方，并确保其连接牢固可靠。
详细描述
在整流器导通期间，输入电压施加到阻感负载上，产生正向的电压波形。当整流器截止时，续流二极管导通，将负载电流继续传递，此时电压波形为零。
电流波形分析
总结词
在单相半波可控整流电路中，电流波形在整流器导通期间呈现矩形波形状，而在整流器截止期间呈现零电流。
详细描述
在整流器导通期间，电流从输入电源流向阻感负载，形成矩形波形状。当整流器截止时，续流二极管导通，负载电流通过二极管继续流动，此时电流波形为零。
乎没有无功损耗。
感性负载
02
主要特点是电流滞后于电压，功率因素较低，会产生较大的无
功损耗。
阻感性负载
03
同时具有电阻性和感性负载的特点，电流和电压之间有一定的
相位差，功率因素较低。

单相半波整流电路ppt课件

2U 2
2p
(1 cosa )
0.45U 2
1 cosa
2
u2
2U 2
2p
(1 cosa )
0.45U 2
1 cosa
2
b) 0 ug
wt1
p
2p
wt
c)
a=0°时，整流输出电压平均值为最大，
0 ud
wt
用Ud0表示，Ud=Ud0=0.45U2。
d) 0a q
wt
随着 a 增大， Ud 减小，当 a=180° 时，
id R
起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也
称触发角或控制角。
u2
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态b) 的电角度，用θ表示。
0 ug
wt1
p
2p
wt
c)
移相：改变触发脉冲初相的时刻，即改变控 0
wt
制角a的大小，称为移相。
ud
d)
移相范围：指触发脉冲的移动范围，它决定 0 a q
wt
了输出电压的有效变化范围
第2章整流电路·引言
整流电路：
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
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，又分为单拍电路和双拍电路。
1
2.1 单相可控整流电路
uVT
相控方式：通过控制触发脉冲的相位来控制e) 0
wt
直流输出电压大小的方式称为相位控制方式。
图2-1 单相半波可控整流电路及波形
4
2.1.1 单相半波可控整流电路

单相半波整流电路

单相半波整流电路主要内容：单相半波整流电路的工作原理以及主要参数计算。

重点难点：单相半波整流电路的工作原理和分析方法。

tωu DO2. 工作原理V a > V b ，二极管D 导通。

3. 工作波形1.电路结构uωtOu OOt ωU 2U2u 正半周⊕－⊕－–++–aTr D u O u bR Li OutuωtOtωu DO2. 工作原理V a >V b ，二极管D导通。

1. 电路结构u OOt ωU 2U2u 正半周3. 工作波形V a < V b ，二极管D 截止。

U2-u 负半周–++–aTr D u O u bR Li O⊕－ut4. 参数计算(1) 整流电压平均值U O(2) 整流电流平均值I O LL O O 450R U.R U I ==(3) 流过每个二极管电流平均值I D OD I I =(4) 二极管承受的最高反向电压U RM UU 2RM =(5) 变压器二次电流有效值IO 02m 571 d ) sin (π21πI .t t I I ==⎰ωω) d( sin 2π21ποt t U ωω⎰=U 0.45=O U5. 整流二极管的选择平均电流I D 与最高反向电压U RM 是选择整流二极管的主要依据。

I OM >I D ，U RWM >U RM 优点：结构简单，使用的元件少。

缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率低，输出的直流成分比较低，输出波形的脉动大，故半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。

最常用的是单相桥式整流电路。

选管时应满足：反向工作峰值电压二极管承受的最高反向电压小结1. 电路结构2. 工作原理3. 工作波形4. 参数计算5. 整流二极管的选择。

单相半波整流电路ppt课件

第四讲 单相半波可控整流电路

单相半波可控整流电路

单相半波可控整流电路

单相半波整流电路课件

单相半波整流电路课件

第7章直流电源ppt课件

单相半波整流电路

课件4----整流电路

1.3.1单相半波整流电路3

单相半波可控整流电路

单相半波可控整流电路(阻感性负载加续流二极管)

单相半波整流电路ppt课件

单相半波整流电路

第四讲单相半波可控整流电路