电力电子技术整流电路ppt课件
合集下载
(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26
《整流电路》课件
智能化
随着人工智能和大数据技术的应用，整流电路的设计和优化也正朝着智能化方向发展，实现更精准、高效的能源管理。
随着电动汽车市场的不断扩大，整流电路在车载充电器和充电桩等领域的应用前景广阔，为电动汽车的发展提供稳定、高效的能源供给。
电动汽车领域
在风能、太阳能等可再生能源的利用中，整流电路能够实现高效、稳定的能源转换，促进可再生能源的广泛应用。
效率
温升
噪声与干扰
整流电路的效率越高，说明其能量转换效率越好，损失的能量越少。
整流电路在工作过程中温度升高的情况，温升越低越好，以保证元件的寿命和稳定性。
整流电路在工作过程中产生的噪声和干扰越小越好，以保证系统的稳定性和可靠性。
03
CHAPTER
整流电路的应用与实例
整流电路用于音频设备中，将交流电转换为直流电，为放大器和扬声器提供能源。
可再生能源领域
智能电网的建设需要大量高性能的整流设备，整流电路在智能电网的能源调度和管理中具有重要作用，有助于实现节能减排和能源的高效利用。
智能电网领域
THANKS
感谢您的观看。
半波整流器
现代电子设备中经常使用集成整流芯片，它们集成了整流电路和其他功能，具有高效、紧凑和可靠的特点。
集成整流芯片
04
CHAPTER
整流电路的调试与维护
确保所有电路连接正确，检查电源、电阻、电容等元件是否正常。
调试前准备
按照电路图逐步检查每个元件的电压、电流是否正常，确保电路工作在正常范围内。
02
CHAPTER
整流电路的元件与电路分析
整流电路中的核心元件，单向导电性使电流只能在一个方向上流动。常用的有硅管和锗管。
二极管
滤波电容，用于吸收二极管导通时的管压降，使输出电压更加平滑。
随着人工智能和大数据技术的应用，整流电路的设计和优化也正朝着智能化方向发展，实现更精准、高效的能源管理。
随着电动汽车市场的不断扩大，整流电路在车载充电器和充电桩等领域的应用前景广阔，为电动汽车的发展提供稳定、高效的能源供给。
电动汽车领域
在风能、太阳能等可再生能源的利用中，整流电路能够实现高效、稳定的能源转换，促进可再生能源的广泛应用。
效率
温升
噪声与干扰
整流电路的效率越高，说明其能量转换效率越好，损失的能量越少。
整流电路在工作过程中温度升高的情况，温升越低越好，以保证元件的寿命和稳定性。
整流电路在工作过程中产生的噪声和干扰越小越好，以保证系统的稳定性和可靠性。
03
CHAPTER
整流电路的应用与实例
整流电路用于音频设备中，将交流电转换为直流电，为放大器和扬声器提供能源。
可再生能源领域
智能电网的建设需要大量高性能的整流设备，整流电路在智能电网的能源调度和管理中具有重要作用，有助于实现节能减排和能源的高效利用。
智能电网领域
THANKS
感谢您的观看。
半波整流器
现代电子设备中经常使用集成整流芯片，它们集成了整流电路和其他功能，具有高效、紧凑和可靠的特点。
集成整流芯片
04
CHAPTER
整流电路的调试与维护
确保所有电路连接正确，检查电源、电阻、电容等元件是否正常。
调试前准备
按照电路图逐步检查每个元件的电压、电流是否正常，确保电路工作在正常范围内。
02
CHAPTER
整流电路的元件与电路分析
整流电路中的核心元件，单向导电性使电流只能在一个方向上流动。常用的有硅管和锗管。
二极管
滤波电容，用于吸收二极管导通时的管压降，使输出电压更加平滑。
电力电子技术课件 第1章 整流电路
电气工程系
1.1.2功率二极管的特性与参数
❖5) 最高允许结温TJm 结温是指管芯PN结的平均温度，用TJ表示。
T高JM平是均指温在度PN。结不致损坏的前提下所能承受的最
TJM通常在125~175C范围之内。 ❖6) 正向浪涌电流IFSM
指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个 工频周期的过电流。
输出有效电流为 I=U/Rd=139.5/10A=13.95A
晶闸管承受的最大正反向电压为
考虑到取2倍裕量，则晶闸管正反向重复峰值电压 UDRM ≥2×311V=622V，故选700V的晶闸管。
电气工程系
1.3.1单相半波可控整流电路
晶闸管的额定电流为IT（AV）（正弦半波电流平均值），它 的额定电流有效值为IT =1.57 IT（AV）。选择晶闸管电流的原 则是，它的额定电流有效值必须大于或等于实际流过晶闸管 的最大电流有效值（还要考虑2倍裕量），即
❖ 数量关系：
整流输出电压平均值
U d
1
2
a
2U2 sin td (t)
2 1 cosa U2 2
0.45U
2
1
cos 2
a
整流输出电压的有效值
U
1
2
(
a
2U2 sin t)2 d (t) U2
sin 2a a 4 2
电气工程系
1.3.1单相半波可控整流电路
❖ 数量关系：
整流输出电流的平均值Id和有效值I
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接 且安装方便。 平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电气工程系
1.2.1晶闸管的结构
螺栓型晶闸管
晶闸管模块
电力电子技术-整流电路56页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电力电子技术-整流电路
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
第3章电力电子整流电路1 共102页PPT文档 103页PPT
iiVVDTO41 iiVVDT3O2
VD3向负载供电。
O VTVD续流
O
u2 过 零 变 正 时 ， VD4 导 通 ，
i2 O
Id
pa
Id
Id
pa
a Id
I
wt wt wt wt wt
VD3 关 断 。 VT2 和 VD4 续 流 ， ud又为零。
图 单相桥式半控整流电路，有续流二极 管，阻感负载时的电路及波形
1)电阻负载
电路的特点：
a)
变压器二次侧接成星形得到
u 2 a =0 u a
ub
uc R
id
零线。
b)
三个晶闸管分别接入a、b、c
O wt1
wt2
w t3
wt
三 相 电 源 ， 其 阴 极 连 接 在 一 c) uG
起——共阴极接法 。
O ud
wt
d)
自然换相点：
O i VT 1
wt
e)
二极管换相时刻为自然换相点，
3-6
3.1.1 单相半波可控整流电路
续流二极管
当u2过零变负时，VDR导通， a) ud为零，VT承受反压关断。
L储存的能量保证了电流id在L- b)
R-VDR回路中流通，此过程通
常称为续流。
c)
数量关系(id近似恒为Id）
d)
IdVTp2pa Id
（3-5） e)
IVT
21 pa pId 2d(wt)
如图3-7b所示id波形所示：
ud E
Oα q
wt
i d I d
O
wt
b)
图3-7b 单相桥式全控整流电路接反电动势—电阻负载时的波形
电力电子技术第章--相控整流电路-课件 (一)
电力电子技术第章--相控整流电路-课件 (一)
电力电子技术是当今最重要的技术之一，它的应用范围非常广泛，可
以用于发电、输电、配电、用电以及各种电子设备的控制等领域。
在
电力电子技术的课程中，相控整流电路是其中的一个重要章节。
相控整流电路是一种可以将交流电转化为直流电的电路，它可以应用
于各种场合，比如直流电动机控制、电池充电以及电子变压器控制等。
相控整流电路的工作原理是利用正弦波的相位差来控制桥式整流电路
中的各种开关，从而实现了对电路的控制。
相控整流电路可以分为两种类型：单相控整流电路和三相控整流电路。
其中，单相控整流电路是利用单相电网的交流电源来驱动电机或者电
子变压器的电路；而三相控整流电路则是利用三相电网的交流电源来
驱动电机或者变压器的电路。
无论是单相控整流电路还是三相控整流
电路，它们的工作原理都是一样的，只不过是利用不同的电源来驱动
电路而已。
相控整流电路具有许多优点，比如它可以控制交流电源的输出电压，
可以抑制电网的谐波污染，可以实现功率因数的校正，可以提高电路
的效率等等。
在实际应用中，相控整流电路已经被广泛地应用于各种
领域，比如电机控制、电池充电、UPS电源、铁路牵引、风力发电等等。
总之，相控整流电路是电力电子技术中的一个重要章节，它具有广泛
的应用价值和良好的技术前景。
对于学习电力电子技术的学生来说，
掌握相控整流电路的基本原理和应用技巧是非常重要的，只有在深入
理解了它的工作原理和掌握了相关的实验技能之后，才能够在实际工
作中充分发挥出它的优势和特点，为电力电子技术的发展做出更大的
贡献。
《电力电子技术》PPT 第4章 整流电路
2) 主要的数量关系
输出电压平均值
空载时，Ud
2U
。
2
重载时，Ud逐渐趋近于0.9U2，即趋近于接近电阻负载时的特性。
在设计时根据负载的情况选择电容C值，使 RC (3 ~ 5)T / 2 , 此
时输出电压为： Ud≈1.2 U2。
电流平均值
输出电流平均值IR为：
二极管电流iD平均值为：
二极管承受的电压 2U2
4.1 单相半波整流电路 4.2 单相全波整流电路 4.3 三相整流电路
本章小结
4-2
4.1单相半波整流电路
单相半波整流电路只用一个整流器件，电 路最简单。
4.1.1 单相半波不可控整流电路 4.1.2 单相半波可控整流电路
4-3
4.1.1单相半波不控整流电路
1．电阻负载 电压与电流成正比，两者波形
相同。电阻负载下，负载上的直流 平均电压为：
U d
1
2
0 U max sin tdt
U max
2U s
0.45U s
图4-1 单相半波不可控整流电路及波形 4-4
4.1.1单相半波不控整流电路
2．电感性负载
电感对电流变化有抗拒作用。负 载电压波形不但有正半周的，而且还 有负半周的一部分，所以平均电压较 电阻负载时要小。
图4-9带变压器中心抽头的全波整流电路及其波形图
4-18
4.2.2 单相桥式半控整流电路
单相半控桥带阻感负载的情况
在 u2 正 半 周 ， u2 经 VT1 和 VD4 向负载供电。
2
u2过零变负时，因电感作用 b) O
t
电流不再流经变压器二次绕组， ud a
而是由VT1和VD2续流。
输出电压平均值
空载时，Ud
2U
。
2
重载时，Ud逐渐趋近于0.9U2，即趋近于接近电阻负载时的特性。
在设计时根据负载的情况选择电容C值，使 RC (3 ~ 5)T / 2 , 此
时输出电压为： Ud≈1.2 U2。
电流平均值
输出电流平均值IR为：
二极管电流iD平均值为：
二极管承受的电压 2U2
4.1 单相半波整流电路 4.2 单相全波整流电路 4.3 三相整流电路
本章小结
4-2
4.1单相半波整流电路
单相半波整流电路只用一个整流器件，电 路最简单。
4.1.1 单相半波不可控整流电路 4.1.2 单相半波可控整流电路
4-3
4.1.1单相半波不控整流电路
1．电阻负载 电压与电流成正比，两者波形
相同。电阻负载下，负载上的直流 平均电压为：
U d
1
2
0 U max sin tdt
U max
2U s
0.45U s
图4-1 单相半波不可控整流电路及波形 4-4
4.1.1单相半波不控整流电路
2．电感性负载
电感对电流变化有抗拒作用。负 载电压波形不但有正半周的，而且还 有负半周的一部分，所以平均电压较 电阻负载时要小。
图4-9带变压器中心抽头的全波整流电路及其波形图
4-18
4.2.2 单相桥式半控整流电路
单相半控桥带阻感负载的情况
在 u2 正 半 周 ， u2 经 VT1 和 VD4 向负载供电。
2
u2过零变负时，因电感作用 b) O
t
电流不再流经变压器二次绕组， ud a
而是由VT1和VD2续流。
2024版《电力电子技术》PPT课件
电力电子技术的定义与发展01020304定义晶闸管时代可控硅时代现代电力电子时代用于高压直流输电、无功补偿、有源滤波等，提高电力系统的稳定性和效率。
用于电动汽车、电动自行车、电梯等电机驱动系统，实现高效、节能的电机控制。
用于太阳能、风能等新能源发电系统，实现能源的高效利用和转换。
用于自动化生产线、机器人等工业设备，实现设备的精确控制和高效运行。
电力系统电机驱动新能源工业自动化数字化与智能化随着计算机技术和人工智能的发展，电力电子技术将实现数字化和智能化，提高系统的自适应能力和智能化水平。
高频化与高效化随着半导体材料和器件的发展，电力电子技术将实现更高频率和更高效率的电能转换。
绿色化与环保化随着环保意识的提高，电力电子技术将更加注重绿色、环保的设计理念，降低能耗和减少对环境的影响。
工作原理特点应用整流电路、续流电路等工作原理通过门极触发导通，无法自行关断特点耐压高、电流大、开关速度快应用直流电机调速、交流调压等工作原理特点应用工作原理特点应用逆变器、斩波器、电机驱动等工作原理特点应用工作原理开关速度快、耐压高、电流大、热稳定性好应用逆变器、斩波器、电机驱动等高端应用领域特点VS整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用整流电路逆变电路逆变电路的作用逆变电路的分类逆变电路的工作原理逆变电路的应用直流-直流变流电路直流-直流变流电路的作用直流-直流变流电路的分类直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路交流-交流变流电路的作用交流-交流变流电路的工作原理A B C D交流-交流变流电路的分类交流-交流变流电路的应用电机驱动照明控制加热与焊接030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引航空电源电力系统应用高压直流输电柔性交流输电通过电力电子技术可实现高压直流输电，减少输电损耗和占地面积。
智能电网风能发电通过电力电子技术可实现风能发电系统的变速恒频控制和并网运行。
电力电子技术第2章整流电路12节PPT课件
与电流成正比，两者波
0
t
形相同
2020/9/26
图2-1 单相半波可控整流电路5 及波形
2.1.1 单相半波可控整流电路
➢ 几个概念的解释：
➢ ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称“半
波”整流
➢ 采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电 路为单相半波可控整流电路
➢ 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
➢ 几个重要的基本概念：
➢ 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,用表示,也称触发角或控制角
➢ 导通角：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
2020/9/26
6
2.1.1 单相半波可控整流电路
➢基本数量关系
直流输出电压平均值为：
U d 2 1 2 U 2 s itn (d t)2 2 U 2(1 c o ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2 o
（2-1）
VT的 移相范围为180
➢ 这种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。
2020/9/26
7
2.1.1 单相半波可控整流电路
2. 带阻感负载的工作情况
T
VT
id
uVT
L
a)
➢阻感负载的特点：电感对电流变
u1
u2
ud R
化有抗拒作用，使得流过电感的
电流不能发生突变
u2
➢电力电子电路的一种基本分析方 b ) 0 t 1
法:通过器件的理想化，将电路简 u g
c)
化为分段线性电路，分段进行分 0
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平均值和有效值
.
❖ 则整流输出电压平均值为：
U 0 T 10 T U 0 td t T 10 T 2 U m s intd t U m 0 .3 1 8 U m
❖ 输出电流平均值为：
I0U R0U R m0.31R 8Um
❖ 由有效值定义，输出电压和电流有效值为： U T 10T 2U msin t2d tU 2m0.5U m
0
t
.
④ 数量关系
由于属于全波整流，因此其输出平均电压为半波整流 的两倍
U d 1 2 U 2s itn ( d t) 0 .9 U 21 c 2o )s(
d) O
i VT
e) O
i VD R f)
O u VT
g) O
t1
Id -
Id +
特点：
I. 感性负载加上续流二极管后
t
其输出平均电压Ud的波形与
阻性负载相同；
t
II. 由于负载电感较大，可把负
载上的输出电流Id近似的看
t
成一个常数；
t III.晶闸管与二极管的平均电 流分别是
t
t
IdVT 2 Id
.
⑤ 续流二极管的工作原理：
在电源电压的正半周期，二极管截止，其工作情况与不 接续流二极管时的情况相同
当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，VT承受反压关断。 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。
.
⑥a) 使用续流二极管后的输出波形：
u2
b) O ud
c) O id
I 0.5U m R
.
❖ 2.R-L负载
①电路图； ②输出波形（电压，电流） ③二极管延迟导通的原因
.
❖ 二极管延迟导通的原因
交流电源Us的负半周期中，可将Us 看成一个上负下正的直流电源，同时 电感L为了阻止回路中电流i的减小， 会产生一个感应电势VL，其方向为上负下正。 此时加在VD两端的电压为VL-Us，在Us刚刚过零变负的一 小段时间内Us的绝对值较小，则VD主要承受VL提供的正 向电压，所以VD继续导通。随着Us的慢慢变大，当Us的 绝对值大于VL时VD就会承受方向电压而关断。
.
③ 输出波形
u 2
b)
0tLeabharlann 1u gc) 0
u d
d)
0
i d
e) 0
u VT
+
f) 0
2
t
t +
t
t
t
.
④ 使用续流二极管的原因 原因：在单相半波可控整流电路中，由于电感存 在，整流输出平均电压变小，特别是在大电感负 载下，输出电压接近于零,且负载电流不连续，为 解决这个问题，只要在负载两端并接一个续流二 极管即可。
整流电路
.
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。 按电路形式可分为半波，全波和桥式。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
.
4.1.1单相半波不可控整流电路
❖ 1.电阻负载
is
DR
us=Umsinωt
uo
①电路图； ②工作原理； ③输出波形（电压，电流） ④数量关系： ⑤ 输出电压和电流的
IdVD R 2
Id
.
IV.晶闸管与二极管的有效电流分别是
IVT
21 Id 2d(t)
2Id
IVR D
2 12Id 2d( t)
2Id
.
4.2.1单相桥式（单相全桥）不可控整流电路 ❖ 1.电阻负载
①电路图； ②工作原理
.
② 工作原理
❖ 单相全桥整流电路中，整流二极管分两组轮流导通， 对角二极管同时导通，同时截止；带中心抽头的全 波整流电路中，两个二极管轮流导通。
3.R-C负载（略）
.
4.1.2单相半波可控整流电路
❖ 1.电阻负载 ①电路图； ②工作原理；
在电源正半周，晶闸管承受正向阳极电压，处于正向阻 断状态，假定t 时刻发出触发脉冲，则晶闸管从正向 阻断状态进入导通状态，晶闸管一旦被触发，门极失去 控制作用，故触发信号只需一个脉冲电压即可。
.
③ 输出波形
③ 数量关系
❖ 输出直流电压平均值：
Vo1 Vmsi ntdt2Vm0.63 Vm7 0
④单相全桥与单相全波（带抽头）的区别
.
❖ 2.R-L负载
①电路图； ②输出电压波形
输出电压波形是否有反向（二极管是否存在延迟导通的 情况）？
.
4.2.2单相桥式可控整流电路
❖ 1.电阻负载 ①电路图； ②工作原理；
由有效值定义，整流输出电压、电流的有效值为：
U 2 1 V m 2s2 i n t d t V 2 m[ 1( s2 2 i n )]
整流输出电流有效值与其平均值之比为波形系数：
Kf
I I0
U U0
(sin2)
2
1cos
.
例1.某一电热负载，要求直流电压60V，电流30A，采 用单相半波可控整流电路，直接由220V电网供电， 计算晶闸管的导通角及电流有效值。
.
④ 数量关系
定义：从晶闸管本身承受正向电压起到加上触发 脉冲这一角度称为控制角α（触发角）。 在阻性负载条件下，晶闸管导通角度为导通角θ， 显然有θ=π-α 。 当触发角为α时，整流输出电压平均值为：
V 02 1 V m si tnd (t） V 2 m(1 co )s
上式说明Vo与α关系是非线性的。 从0到π ，则输出电压平均值从最大值变到零。 这意味着改变控制角 就可以改变输出电压的平 均值，达到可控整流的目的。不控整流是α=0时 的可控整流电路的一种特. 殊情况。
工作原理与单相桥式不可控类似，只是，在VT1和 VT4导通时，VT2和VT3承受反向电压而截止，VT2和 VT3导通时，VT1和VT4承受反向电压而截止。两组 触发两组触发脉冲相位相差180o。
.
③ 单相桥式可控整流电路的输出波形（阻性）
u (i )
u
dd
d
i
d
b)
0
t
u
VT
1,4
c)
0
t
i
2
d)
Ud 0.4U 521c2os
Ud 60V
U2 22V0
cos 26010.21
0.4 5220
78o
18o 07o810o 2
UU2 41 si2 n 2 12 .4V 3
RUd 602 Id 30
IU12.43A61 .7A R2
.
❖ 2.感性负载与续流二极管
①电路图；
②工作原理；
在ωt=α时刻触发晶闸管，电压被加到感性负载上。由 于电感存在，负载电流不能突变，所以电流从0开始上升， 达到最大值后，然后开始下降，由于电感的感应电势影 响，尽管电源电压已反向，但晶闸管仍然为正偏，继续 导通。所以在电源负半周的一段时间里，负载电流仍继 续流动，直到感应电动势与电源电压瞬时值相等为止。 此时回路电压为零，负载电流下降到零。
.
❖ 则整流输出电压平均值为：
U 0 T 10 T U 0 td t T 10 T 2 U m s intd t U m 0 .3 1 8 U m
❖ 输出电流平均值为：
I0U R0U R m0.31R 8Um
❖ 由有效值定义，输出电压和电流有效值为： U T 10T 2U msin t2d tU 2m0.5U m
0
t
.
④ 数量关系
由于属于全波整流，因此其输出平均电压为半波整流 的两倍
U d 1 2 U 2s itn ( d t) 0 .9 U 21 c 2o )s(
d) O
i VT
e) O
i VD R f)
O u VT
g) O
t1
Id -
Id +
特点：
I. 感性负载加上续流二极管后
t
其输出平均电压Ud的波形与
阻性负载相同；
t
II. 由于负载电感较大，可把负
载上的输出电流Id近似的看
t
成一个常数；
t III.晶闸管与二极管的平均电 流分别是
t
t
IdVT 2 Id
.
⑤ 续流二极管的工作原理：
在电源电压的正半周期，二极管截止，其工作情况与不 接续流二极管时的情况相同
当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，VT承受反压关断。 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。
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⑥a) 使用续流二极管后的输出波形：
u2
b) O ud
c) O id
I 0.5U m R
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❖ 2.R-L负载
①电路图； ②输出波形（电压，电流） ③二极管延迟导通的原因
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❖ 二极管延迟导通的原因
交流电源Us的负半周期中，可将Us 看成一个上负下正的直流电源，同时 电感L为了阻止回路中电流i的减小， 会产生一个感应电势VL，其方向为上负下正。 此时加在VD两端的电压为VL-Us，在Us刚刚过零变负的一 小段时间内Us的绝对值较小，则VD主要承受VL提供的正 向电压，所以VD继续导通。随着Us的慢慢变大，当Us的 绝对值大于VL时VD就会承受方向电压而关断。
.
③ 输出波形
u 2
b)
0tLeabharlann 1u gc) 0
u d
d)
0
i d
e) 0
u VT
+
f) 0
2
t
t +
t
t
t
.
④ 使用续流二极管的原因 原因：在单相半波可控整流电路中，由于电感存 在，整流输出平均电压变小，特别是在大电感负 载下，输出电压接近于零,且负载电流不连续，为 解决这个问题，只要在负载两端并接一个续流二 极管即可。
整流电路
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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。 按电路形式可分为半波，全波和桥式。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
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4.1.1单相半波不可控整流电路
❖ 1.电阻负载
is
DR
us=Umsinωt
uo
①电路图； ②工作原理； ③输出波形（电压，电流） ④数量关系： ⑤ 输出电压和电流的
IdVD R 2
Id
.
IV.晶闸管与二极管的有效电流分别是
IVT
21 Id 2d(t)
2Id
IVR D
2 12Id 2d( t)
2Id
.
4.2.1单相桥式（单相全桥）不可控整流电路 ❖ 1.电阻负载
①电路图； ②工作原理
.
② 工作原理
❖ 单相全桥整流电路中，整流二极管分两组轮流导通， 对角二极管同时导通，同时截止；带中心抽头的全 波整流电路中，两个二极管轮流导通。
3.R-C负载（略）
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4.1.2单相半波可控整流电路
❖ 1.电阻负载 ①电路图； ②工作原理；
在电源正半周，晶闸管承受正向阳极电压，处于正向阻 断状态，假定t 时刻发出触发脉冲，则晶闸管从正向 阻断状态进入导通状态，晶闸管一旦被触发，门极失去 控制作用，故触发信号只需一个脉冲电压即可。
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③ 输出波形
③ 数量关系
❖ 输出直流电压平均值：
Vo1 Vmsi ntdt2Vm0.63 Vm7 0
④单相全桥与单相全波（带抽头）的区别
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❖ 2.R-L负载
①电路图； ②输出电压波形
输出电压波形是否有反向（二极管是否存在延迟导通的 情况）？
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4.2.2单相桥式可控整流电路
❖ 1.电阻负载 ①电路图； ②工作原理；
由有效值定义，整流输出电压、电流的有效值为：
U 2 1 V m 2s2 i n t d t V 2 m[ 1( s2 2 i n )]
整流输出电流有效值与其平均值之比为波形系数：
Kf
I I0
U U0
(sin2)
2
1cos
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例1.某一电热负载，要求直流电压60V，电流30A，采 用单相半波可控整流电路，直接由220V电网供电， 计算晶闸管的导通角及电流有效值。
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④ 数量关系
定义：从晶闸管本身承受正向电压起到加上触发 脉冲这一角度称为控制角α（触发角）。 在阻性负载条件下，晶闸管导通角度为导通角θ， 显然有θ=π-α 。 当触发角为α时，整流输出电压平均值为：
V 02 1 V m si tnd (t） V 2 m(1 co )s
上式说明Vo与α关系是非线性的。 从0到π ，则输出电压平均值从最大值变到零。 这意味着改变控制角 就可以改变输出电压的平 均值，达到可控整流的目的。不控整流是α=0时 的可控整流电路的一种特. 殊情况。
工作原理与单相桥式不可控类似，只是，在VT1和 VT4导通时，VT2和VT3承受反向电压而截止，VT2和 VT3导通时，VT1和VT4承受反向电压而截止。两组 触发两组触发脉冲相位相差180o。
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③ 单相桥式可控整流电路的输出波形（阻性）
u (i )
u
dd
d
i
d
b)
0
t
u
VT
1,4
c)
0
t
i
2
d)
Ud 0.4U 521c2os
Ud 60V
U2 22V0
cos 26010.21
0.4 5220
78o
18o 07o810o 2
UU2 41 si2 n 2 12 .4V 3
RUd 602 Id 30
IU12.43A61 .7A R2
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❖ 2.感性负载与续流二极管
①电路图；
②工作原理；
在ωt=α时刻触发晶闸管，电压被加到感性负载上。由 于电感存在，负载电流不能突变，所以电流从0开始上升， 达到最大值后，然后开始下降，由于电感的感应电势影 响，尽管电源电压已反向，但晶闸管仍然为正偏，继续 导通。所以在电源负半周的一段时间里，负载电流仍继 续流动，直到感应电动势与电源电压瞬时值相等为止。 此时回路电压为零，负载电流下降到零。