交流-直流变换电路
交流-直流(ACDC)变换器
VD导通阶段结束。这时电容上的电压值为
U
C0
2U
2
sin( )
2U
2
sin
RC放电曲线，如图2-34c）所示。其电压表达式为
1
uC uR U
C0
e
RC
(t
)
在电源电压的第二个周期中，当 u
2
再次上升到等于 u C
时， ，这时有
VD将再次导通，设 u 2 u C
2. 数学表达式
不计换流时
U
do
( )
m
U
m
sin
m
m
Um
2U 2U
2 2
Ud0m
0.9U2 1.17U2 2.34U2
cos U
dom
cos
单相桥式 三相半波 三相桥式
2 3 6
计及Lc换流及内阻影响时
U d ( ) U ( ) ( m sin
6 U2
m
（二）有源逆变条件
直流侧必须有直流电源EB（如：大电感或电势负载），电势极性必须和变换器 允许电流流动方向一致。
变换器为可输出负压的全控整流桥。(半控桥或带有续流二极管的全控整流桥无 法得到负电压就不可能有源逆变。）
调节α>90°，且使1-Ud1略小于EB（EB小于变换器能够产生的直流最大负压值 （三相桥式为2.34U ）
电路图
（交流侧电感Lc的影响）
VT5与VT1换流时的等效电路
换流对整流电路的影响
交流电感上的电压； 对输出电压的影响； 对元件电流变化率的影响； 元件电压的特点。
5. 有源逆变电路
电力变换的类型和应用
电力变换的类型和应用1.电力变换有哪几种类型？答：电力变换对电源参数（电压或电流的大小、波形以及频率）的变换。
实现电力变换的电路叫电力变换电路或变换器。
电力变换可以划分为五种基本变换。
（1）交流-直流整流电路。
将频率为f1的交流电压u1变为频率f2=0的直流电压u2。
（2）直流-交流逆变电路或逆变器。
将频率为f1=0的直流电压变为频率为f2的交流电压u2。
（3）直流-直流电压变换电路。
将频率为f1=0的直流电压u1变换为频率f2=0的直流电压u2。
直流-直流电压变换电路，又叫直流斩波电路、直流斩波器。
（4）交流-交流电压变换电路或交流电压变换器（交流斩波器）。
将频率为f1的交流电压u1变换为频率f2的交流电压u2。
（5）交流-交流直接变频电路或直接变频器（又称为周波变换器）：将频率为f1的交流电压u1直接变换为频率为f2的交流电压u2。
2.开关型电力电子变换和控制器有哪些基本特性？答：（1）开关型电力电子变换器的核心是部分是一组由半导体电力开关器件组成的开关电路。
由开关电路的输出电压u0只可能取u0=ui，u0=-ui，u0=0三种形式，因此输出电压的波形不可能是理想的直流或正弦交流电压。
变换后的直流总会含有一系列的交流成分，而获得的正弦交流电源总含高次谐波电压。
（2）在开关型电力电子变换电路的输出电压、输入电压附加LC滤波器，可以改善输出电压和输出电流的波形。
（3）高频PWM控制是改善开关输出电压、输出电流波形最有效的技术措施。
（4）在电力电子变换工作中，开关器件不断进行周期性通、断状态的一次变换。
（5）为了使电力电子开关电路的输出电压接近理想的直流或正弦交流，一般应对称地安排一个周期中不同的开关状态以及持续时间。
3.开关型电力变换有哪两类应用领域？答：（1）开关型电力变换电源。
（2）开关型电力电子不除控制器。
补偿和控制电力系统中的谐波电流、谐波电压、节点电压、基波阻抗、无功功率、有功和无功功率潮流，平衡电力系统有功功率以及抑制电压瞬变和电路振荡。
交流变直流原理
交流变直流原理
交流变直流原理是将交流电转换为直流电的工作原理。
交流电是一种周期性变化的电流，它在正负方向上反复变化。
而直流电是只在一个方向上流动的电流。
在交流变直流电路中，一般使用变压器将交流电的电压变换为所需的合适电压。
变压器由两个线圈组成，一个是输入线圈（原边），一个是输出线圈（副边）。
通过改变线圈的绕组比，可以实现对电压的变换。
接下来，交流电经过整流器进行整流操作。
整流器通常采用二极管，它具有只允许电流单向通过的特性。
当电压为正时，二极管导通，电流通过；当电压为负时，二极管截止，电流不通过。
这样，交流电的正负半周期就被分离成了只有一个方向的电流。
经过整流后的电流仍然具有脉动性，为了使其更接近直流，需要进行滤波。
滤波电路通常采用电容器，它可以存储电荷并平滑电流。
电容器对于高频成分具有较低的阻抗，从而可以滤除交流信号，只保留直流部分。
最后，经过变压器、整流器和滤波电路的处理，交流电已经转变为了直流电。
直流电可以被用于供电、充电等各种应用场合。
总的来说，交流变直流原理通过变压器进行电压变换，整流器将交流电转换为只有一个方向的电流，滤波电路对电流进行平
滑处理，最终得到直流电。
这种原理的应用广泛，使得交流电可以转换为直流电供各种不同设备使用。
第2章 交流-直流变换电路习题
与
之比。交流、有功功率、视在功率。
二、问答题
2-1、单相半波可控整流电路，如（1）晶闸管内部短路，（2）晶闸管内部开路，在下面的坐标中画出
其直流输出电压Ud和晶闸管两端电压UT的波形。
2-2、单相半波可控整流电路中，如果：
15、
（1）晶闸管门极不加触发脉冲；（2）晶闸管内部短路；（3）晶闸管内部断开；
∫ IT =
1π [
2U 2 sinωt]2 dωt ≈ 51.38A ； R = U d = 24 = 0.8Ω
2π 0 R
I d 30
I T ( AV )
=
IT 1.57
=
51.38 1.57
≈
32.7 A
取 2 倍安全裕量，晶闸管的额定电压、额定电流分别为 168.8V 和 65.4A。
变压器二次侧有功功率 P = I 22 R = 51.382 × 0.8 = 2112W
U 2 =220V，当控制角α ＝60°时，求流过晶闸管的平均电流值IdT有效值IT，流过续流二极管的电流平
均值IdD有效值ID
解：整流的平均电压U d
=
0.9U
2
1
+
cosα 2
= 0.9× 2201+ cos 60° 2
= 149V
负载平均电流 I d = U d / Rd ≈ 30 A
流过晶闸管的电流平均值 I dT
9、 2-4、相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么?带 大电感负载时，负载电阻Rd上的Ud与Id的乘积是否等于负载有功功率，为什么?
答：相控整流电路带电阻性负载时，负载电阻上的平均功率 Pd = U d I d 不等于负载有功功率 P = UI 。
交流转直流电路图大全(逆变电源-升压电源-交流直流转换器)
交流转直流电路图大全（逆变电源/升压电源/交流直流转换器）交流转直流电路图（一）交流变直流的电路是将正弦渡交流电变成直流的电路，如果输入的信号不是正弦波，而是三角波或是失真比较大的正弦波，平均值与有效值的关系就为1.11倍，因而测量误差就会比较大，这种情况不用平均值，而是直接换算成能求得交流的有效值再转换成直流，圈所示为交流有效值与直流的转换电路，它主要用于信号测量的设备中。
逆变电源把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。
在特定场合下，同一套晶闸管变流电路既可作整流，又能作逆变。
如下图所示：高电压升压电源电路：交流220V转直流600V开关电源电路规格：开关频率：70~100kHz的设计指南：DCM的模式下，输出功率为200瓦输入有效值电流的劣化状况连续电流模式计算公式为：如果最佳操作占空比设定为D = 0.35 ，然后输入峰值电流因此，电压检测电压等级限制从FAN7554数据是1.5V220V转正负5V电源电路图正负5V电源电路图78和79系列分别是正电压和负电压串联稳压集成电路，体积小、集成度高、线性调整率和负载调整率高，在线性电源时代占领了很大市场。
LM7805为固定+5V输出稳压集成电路（采取特殊方法也可使输出高于5V），最大输出电流为1A，标准封装形式有TO-220、TO-263。
78和79系列集成电路应用相对固定，电路形式简单，只是正负直流电压输出时应注意变压器最小输出功率和最小输出电压，如图1所示。
根据能量守恒原则，在理想状态下电源输入输出功率相等。
在实际中，考虑铜损和其他元器件的损耗，电源的输出功率小于输入功率。
78系列和79系列稳压前后直流电压差为2～3V。
由于为正负双电源输出，稳压前后直流电压差应为5～6V。
第3章 直流-交流变换电路习题
一、填空题3-1、按逆变后能量馈送去向不同，电力电子元件构成的逆变器可分为逆变器与逆变器两大类。
3-1有源、无源。
3-2、有源逆变指的是把能量转变成能量后送给装置。
3-2直流，交流，电网的，3-3、逆变器按直流侧提供的电源性质来分，可分为型逆变器和型逆变器，电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出，在最靠近逆变桥侧用器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是度。
3-3、电压型；电流型；电容；同相同桥臂元件之间；180º；电感；同组不同桥臂元件之间；120º；3-4、SPWM脉宽调制型变频电路的基本原理是：对逆变电路中开关器件的通断进行有规律的调制，使输出端得到脉冲列来等效正弦波。
3-4、一系列幅度相等，脉宽与正弦波幅值成正比的；3-5、PWM逆变电路的调制方式有、、。
3-5 同步调制；异步调制；分段同步调制；四、问答题3-1、无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?答：两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
3-2、换流方式各有那几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件的自关断能力进行换流。
全控型器件采用此换流方式。
电网换流：由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。
负载换流：由负载提供换流电压，当负载为容性负载即负载电流超前于负载电压时，就可实现负载换流。
强迫换流：设置附加换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压的换流称为强迫换流。
通常是利用附加电容上的能量实现，也称电容换流。
晶闸管不能采用器件换流，根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。
3-3、什么是有源逆变？有源逆变的条件是什么？有源逆变有何作用？答：如果将逆变电路交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率的交流电，返送到电网上去称为有源逆变。
直流-交流变换电路
di/dt
图5-12
器件1、4和器件2、3以1000~2500Hz的中频轮流导通，可得到中频交流 电
37
1、单相电流型逆变电路
Ld
A
Id VT1 LT1 io LT2
VT2
C uo RL
VT3
LT3 图5-3-2 单相桥式电流型（并
LT4
联谐振式）逆变电路
VT4
B
采用负载换流方式，要求负载电流略超前于负载电压
24
三相电压型逆变电路
+
V1
V3
V5
U d
2
VD1 VD3 VD5
N' U V
N
U d
2
W VD4 VD6 VD2
- V4
V6
V2
➢➢负U相载，各1相通到，电uU图源N'=5中-U9点d/2N，‘的4通电，压：
uUN'=-Ud/2
图5-2-4 电压型三相桥式 逆变电路的工作波形
25
三相电压型逆变电路
第五章 直流-交流变换电路
第一节 概述 第二节 电压型逆变电路 第三节 电流型逆变电路 第四节 脉宽调制型（PWM）逆变电路 本章小结
1
第一节 概述
逆变概念：
逆变——与整流相对应，直流电变成交流电
交变流频侧电接路电：网 交交，变为频有和源交逆直变交变频两种 交交流直侧交接变负频载由，交为直无变源换逆和变直交变换两部分组成，后一部分就 本章是讲逆述变无源逆变
33
逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
直流侧大电容滤波 是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源型逆
变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
电力电子技术课件05直流-交流(DC-AC)变换
第五章直流-交流（DC-AC）变换一、概述DC-AC变换器（无源逆变器)V1、V4和V2、V3轮流切换导通，u o为交变电压（1）电网换流 利用电网电压换流，只适合可控整流、有源逆变电路、交—交变频器（2）负载谐振式换流 利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载 电流超前于电压时间大于t q ，即能实现换流，分串，并联。
VT 2、VT 3通后，u 0经VT 2、VT 3反向加在VT 1、VT 4上1. 晶闸管逆变电路的换流方式换流概念：直流供电时，如何使已通元件关断VT 1导通，C 充电左（-）右（+），为换流做准备； VT 2导通，C 上电压反向加至VT 1，换流，C 反向充电。
（3）强迫换流附加换流环节，任何时刻都能换流直接耦合式强迫换流2. 逆变电路的类型（1）电压源型逆变器电流源型逆变器电流源型逆变器功率流向控制（3）两类逆变器的比较比较点电流型电压型直流回路滤波环节电抗器电容器输出电压波形决定于负载，当负载为异步电动机时，近似为正弦波矩形输出电流波形矩形近似正弦波，有较大谐波分量输出动态阻抗大小续流二极管不需要需要过流及短路保护容易困难线路结构较简单较复杂适用范围适用于单机拖动，频繁加减速下运行，需经常反向的场合适用于多机供电不可逆拖动，稳速工作，快速性不高的场合二、强迫换流式逆变电路1.串联二极管式电流源型逆变器结构VT1～VT6为晶闸管C1～C6为换流电容VD1～VD6为隔离二极管2.工作过程（换流机理）（1）换流前运行阶段（2）晶闸管换流与恒流充、放电阶段（3）二极管换流阶段（4）换流后运行阶段diL dt引起三、逆变器的多重化技术及多电平化1. 多重化技术改善方波逆变的输出波形：中小容量：SPWM大容量：多重化技术思路：用阶梯波逼近正弦波（1）串联多重化特点：适合于电压源型逆变器二重化三相电压源逆变器单个三相逆变电路输出电压波形桥Ⅱ输出电压相位比桥Ⅰ滞后30º桥Ⅰ输出变压器△/Y,桥Ⅱ输出变压器△/Z变比为1变比为13二重化逆变电路输出电压比单个逆变电路输出电压台阶更多、更接近正弦。
交直流转换电路的工作原理
交直流转换电路的工作原理
交直流转换电路的工作原理主要是通过各种电子元件的配合，将输入的交流电转换成输出的直流电或者将输入的直流电转换成输出的交流电。
交直流转换电路通常包含以下几个基本元件：
1. 变压器：通过变换输入电压的大小和脉冲频率，将输入的交流电转换成期望的输出电压。
2. 整流器：将输入的交流电转换成脉冲形式的直流电。
3. 滤波器：对脉冲形式的直流电进行滤波，平滑输出电流。
4. 逆变器：将输入的直流电转换成输出的交流电。
具体工作原理如下：
1. 变压器将输入的交流电压变换成适合的电压大小，然后通过整流器将交流电转换为脉冲形式的直流电。
整流器通常采用二极管等元件来实现。
2. 脉冲形式的直流电通过滤波器，去除其中的脉冲波动，使输出电流更加平滑。
3. 如果需要将直流电转换成交流电，逆变器模块将输入的直流电进行逆变，通过调整输出电压的频率、幅度和相位等参数，将直流电转换为期望的交流电输出。
4. 如果需要将交流电转换成直流电，则经过整流器和滤波器后，将交流电转换为平滑的直流电输出。
交直流转换电路可以应用于各种场合，例如电源适配器、不间断电源、直流电机驱动器等。
电力电子技术第3章 习题答案
3章交流-直流变换电路课后复习题第1部分：填空题1.电阻负载的特点是电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0︒≤a≤ 180︒。
2.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发生突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0︒≤a≤ 180︒2，续流二极管承受的最大反向电压2（设U2为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0︒≤a≤ 180︒，单2和2；带阻感负载时，α角移相范围为0︒≤a≤ 90︒，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器(大电感)。
4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ = 180︒-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0︒。
5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单相全波可控整流电路的波形基本相同，只是后者适用于较低输出电压的场合。
6.2，随负载加重U d逐渐趋近于0.9 U2，通常设计时，应取RC≥1.5~2.5T，此时输出电压为U d≈ 1.2U2(U2为相电压有效值)。
7.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm2，晶闸管控制角α的最大移相范围是0︒≤a≤90︒，使负载电流连续的条件为a≤30︒(U2为相电压有效值)。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120︒，当它带阻感负载时，α的移相范围为0︒≤a≤90︒。
9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是电压最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0︒≤a≤120︒，u d波形连续的条件是a≤60︒。
交流直流变换电路
滤波电路
01
02
03
04
滤波
去除整流后直流电中的脉动成 分，使输出电压更加平滑。
电容滤波
利用电容的储能作用，平滑输 出电压。
电感滤波
利用电感的储能作用，平滑输 出电压。
复合滤波
同时使用电容和电感，进一步 减小输出电压的脉动。
稳压电路
稳压
保持输出电压的稳定，不受输 入电压、负载和温度等因素的
详细描述
半波整流电路通常由一个整流二极管和一个负载电阻组成。在半个周期内，交流电的正半部分通过二极管和负载 电阻，形成正向的直流输出；而在负半部分，交流电被二极管阻挡，没有电流通过负载电阻。因此，输出波形只 有半个周期的直流电。
全波整流电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要点一
总结词
全波整流电路利用一个桥式整流器将交流电的负半部分也 转化为直流电。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
交流直流变换电路的定义
交流直流变换电路
交流直流变换电路的组成
一种将交流（AC）电源转换为直流 （DC）电源的电路。
输入滤波器、整流器、滤波器、稳压 器等。
交流直流变换电路的作用
提供稳定的直流电源，满足各种电子 设备和电器的需求。
07
总结与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
交流直流变换电路的优缺点总结
高效节能
交流直流变换电路能够有效地将交流 电转换为直流电，提高能源利用率， 降低能源消耗。
稳定性好
由于采用了全控型器件，交流直流变 换电路的稳定性较好，能够有效地抑 制电网的波动和干扰。
第三章交流-直流(ACDC)变换
第三章交流-直流(AC-DC)变换3.1 单相可控整流电路3.1.1 单相半波可控整流电路1.电阻性负载图3-1表示了一个带电阻性负载的单相半波可控整流电路及电路波形。
图中T为整流变压器，用来变换电压。
引入整流变压器后将能使整流电路输入、输出电压间获得合理的匹配，以提高整流电路的力能指标，尤其是整流电路的功率因数。
在生产实际中属于电阻性的负载有如电解、电镀、电焊、电阻加热炉等。
电阻性负载情况下的最大特点是负载上的电压、电流同相位，波形相同。
图3-1 单相半波可控整流电路（电阻性负载）晶闸管从开始承受正向阳极电压起至开始导通时刻为止的电角度度称为控制角，以α表示；晶闸管导通时间按交流电源角频率折算出的电角度称为导通角，以θ表示。
改变控制角α的大小，即改变门极触发脉冲出现的时刻，也即改变门极电压相对正向阳极电压出现时刻的相位，称为移相。
整流电路输出直流电压u d为(3-1) 可以看出，U d是控制角α的函数。
当α＝0时，晶闸管全导通，U d＝U d0＝0.45U2，直流平均电压最大。
当α＝π时，晶闸管全关断，U d＝0，直流平均电压最小。
输出直流电压总的变化规律是α由小变大时，U d由大变小。
可以看出，单相半波可控整流电路的最大移相范围为180°。
由于可控整流是通过触发脉冲的移相控制来实现的，故亦称相控整流。
2.电感性负载当负载的感抗ωL d与电阻R d相比不可忽略时，这种负载称电感性负载。
属于电感性负载的常有各类电机的激磁绕组、串接平波电抗器的负载等等。
电感性负载时电路原理图及波形如图3-2所示。
在分析电感性负载的可控整流电路工作过程中，必须充分注意电感对电流变化的阻碍作用。
这种阻碍作用表现在电流变化时电感自感电势的产生及其对晶闸管导通的作用。
图3-2 单相半波可控整电流电路（电感性负载）大电感负载下造成输出直流平均电压下降的原因是u d波形中出现了负面积的区域。
如果设法将负面积的区域消除掉而只剩正面积的区域，就可提高输出直流电压的平均值。