第3讲 整流(单相半波可控整流电路)

w t1
wt wt
Id
wt
Id p-a p+a
施加反压使其关断，L储存的能量保
证了电流id在L-R-VDR回路中流通， 此过程通常称为续流。 √若L足够大，id连续，且id波形接 近一条水平线 。
i VD
f) g)
O
R
wt
O u VT O
wt
wt
图3-4 单相半波带阻感负载有 续流二极管的电路及波形
◆改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变但 瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整 流。 ◆电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路称为单 相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动 1次， 故该电路为单脉波整流电路。 ◆基本数量关系 ☞a：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 称为触发延迟角，也称触发角或控制角。 ☞q：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。
T a) u1 u2
VT u VT id ud R
u2 b)
0
ug
wt
1
p
2p
wt
c)
0 ud
wt
d)
0 u VT
a
q
wt
e) 0
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形
u2 b) 0 ug c) 0 ud d)
wt
1
p
2p
wt
wt
0
u VT
a
q
wt
e) 0
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形
wt
图3-2 带阻感负载的单相半 波可控整流电路及其波形
■带阻感负载的工作情况 ◆阻感负载的特点是电感对电流变化有抗 拒作用，使得流过电感的电流不能发生突变。 ◆电路分析 ☞晶闸管VT处于断态,id=0,ud=0,uVT=u2。 ☞在wt1时刻，即触发角a处 √ud=u2。 √L的存在使id不能突变，id从0开始增 加。 ☞u2由正变负的过零点处，id已经处于 减小的过程中，但尚未降到零，因此VT仍 处于通态。 ☞wt2时刻，电感能量释放完毕，id降至 零，VT关断并立即承受反压。 ☞由于电感的存在延迟了VT的关断时刻， 使ud波形出现负的部分，与带电阻负载时相 比其平均值Ud下降。
2 2

2U 2 sin(wt ) Z
(3-3)
1 wL tg Z R (wL) ， 式中， R 。由此式可得出图3-2e所示的id波形。
当wt=q+a时，id=0，代入式（3-3）并整理得
sin( a )e

q tg
sin( q a )
(3-4)
若为定值，a角大，q越小。 若a为定值，越大，q越大 ，且 平均值Ud越接近零。为解决上述矛
☞直流输出电压平均值
Ud 1 2p
a
p
2U 2 sinwtd (wt )
2U 2 1 cos a (1 cos a ) 0.45U 2 2p 2
☞负载电流平均值
Id Ud U 2 1 cos a 0.45 Rd Rd 2
☞随着a增大，Ud减小，该电路中VT的a移相范围为180。
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控 制方式，简称相控方式。
2
b)
0
w t
p
1
2
p
w t
u
c)
g
0
w t
u
d
+ d) 0 +
a
w t
i
e)
d
0
q
w t
u
VT
f)
0
w t
u2
b) 0
wt 1
p
2p
wt
ug
c) 0
wt
ud
d) 0
+
+
a
wt
id
e) 0
q
wt
uVT
f) 0
2.1.1 电阻性负载电路波形的分析及参数计算
2.1.2 电感性负载电路的分析
2.1.3 电感性带续流二极管负载电路分析
■带电阻负载的工作情况 ◆变压器T起变换电压和隔离的 作用，其一次侧和二次侧电压瞬时 值分别用u1和u2表示，有效值分别 用U1和U2表示，其中U2的大小根据 需要的直流输出电压ud的平均值Ud 确定。 ◆电阻负载的特点是电压与电流 成正比，两者波形相同。 ◆在分析整流电路工作时，认为 晶闸管（开关器件）为理想器件， 即晶闸管导通时其管压降等于零， 晶闸管阻断时其漏电流等于零，除 非特意研究晶闸管的开通、关断过 程，一般认为晶闸管的开通与关断 过程瞬时完成。
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VT
u L
2
√VT处于通态时，如下方程成立：
R
did L Rid 2U 2 sinwt dt
(3-2)
b)
图3-3 b) VT处于导通状态
在VT导通时刻，有wt=a，id=0，这是式（3-2）的初 始条件。求解式（3-2）并将初始条件代入可得
R (wt a ) wL
2U 2 id sin(a )e Z
第2章 单相可控整流电路
2.1 单相半波可控整流电路 2.2 单相全控桥式整流电路 2.3 单相半控桥式整流电路 本章小结
■整流电路（ Rectifier ）是电力电子电路中出现最早的一种， 它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
■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，分为单拍电路 和双拍电路。
盾，在整流电路的负载两端并联一
个二极管，称为续流二极管，用 VDR表示。
◆有续流二极管的电路 ☞电路分析 √u2正半周时，与没有续流二极管 时的情况是一样的。 √当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT
a)
u2 b) c) d) e) O ud O id O i VT