2.1.4_单相桥式全控整流电路(电阻性负载)解析

(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：

触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿 a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（ud=u2）和电 流输出，两者波形相位相同且 uT1.4=0。此时电源电压反向施加到晶闸管 VT2、 VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则uT2.3=1/2u2。晶闸管VT1、VT4— 直导通到 ωt=π止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。
3）在u2负半波的（π~π+α）区间：

晶闸管VT2、VT3承受正压， 因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。 此时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。 4）在u2负半波的ωt=π+α时刻：


触发晶闸管VT2、VT3，元件导通，电流沿
b→VT3→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的 方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相 位相同。此时电源电压反向加到晶闸管 VT1 、 VT4 上，使其承受反压而 处于关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到ωt=2π为止，此时电源电 压再次过零，晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管 VT1 、 VT4 和 VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。
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
3、 基本数量关系 1）输出电压平均值Ud
1 Ud π



2U 2 sin tdt
2 2U 2 cos 0.9U 2 cos π
2）输出电流平均值Id
Ud Id R
4、波形
300
图4-5
600
1200
900
图4-11
1500
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，
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→VT 4→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。

从波形可以看出α＞90º 输出电压波形正负面积相 同，平均值为零，所以移相范围是0～90º 。控制 角α在0～90º 之间变化时，晶闸管导通角θ ≡π ， 导通角θ 与控制角α无关。
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

t
0
ug
Tr i 2
VT1 a
VT3
id ud
R
Baidu Nhomakorabea
0 u T1 0
t
u2
u1
u2
b
VT2 VT4
t
i2
0 (a)
t
图4-1
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。
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→VT 3→L→R→VT 2 →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。
2 2U 2 1 cos 1 cos 0.9U 2 π 2 2
2）输出电流平均值Id为
Ud U 2 1 cos Id 0.9 R R 2
3）输出电压有效值U
U 1 π

2U sin t dt U 2 2
2

1 π sin 2 2π π