单相桥式整流电路.docx
单相桥式可控整流电路
图3-7 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形 （接续流管）
接入VD：扩大移相范围,不让 ud出现负面积。 移相范围：0 ~ 180 ud波形与电阻性负载相同 Id由VT1和VT3，VT2和VT4， 以及VD轮流导通形成。
uT波形与电阻负载时相同。
3.2 单相桥式可控整流电路
4. 带反电动势负载时的工作情况
u2
a)
VT4
VT3
id
L ud
R
•u2过零变负时,由于电感的作用晶 闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并
不关断。
•至ωt=π+α 时刻，给VT2和VT3加
触 发 脉 冲 ， 因 VT2 和 VT3 本 已 承 受 正电压，故两管导通。
•VT2 和 VT3 导 通 后 ， u2 通 过 VT2 和
3.2 单相桥式可控整流电路
一、单相桥式可控整流电路
1.带电阻负载的工作情况
α
➢ 工作原理及波形分析
VT1和VT4组成一对桥臂,在u2正 半周承受电压u2，得到触发脉冲 即导通，当u2过零时关断。
VT2 和 VT3 组 成 另 一 对 桥 臂 ， 在 u2 正 半 周 承 受 电 压 - u2， 得 到 触 发脉冲即导通，当u2过零时关断。
➢ 由于电感存在Ud波形出现负面积,使Ud下降。 ➢ α可调范围： 0 ~ 90
3.2 单相桥式可控整流电路
➢接入VD：扩大移相范围,不让ud 出现负面积。 ➢移相范围：0 ~ 180 ➢ud波形与电阻性负载相同 ➢Id由VT1和VT4，V2和VT3，以 及VD轮流导通形成。
图3-10 单相桥式全控整流电路， 有反电动势负载串平波电抗器、接续流二极管
T
i2 a
单相桥式全控整流电路
晶闸管额定电压：
UVTrated k U sav VTmax 509 V
(ksav 1.5)
17
电力电子技术
（3）移相：改变触发脉冲出现的时刻，即改变α的大小，叫做 移相。改变α的大小，也就控制了整流电路输出电压的大小， 这种方式也叫做“相控”。
4
单相桥式全控整流电路
（4）移相范围：改变α使输出整流电压平均值从最大值降到最 小值（零或负最大值），α的变化范围叫做移相范围。单相 桥式整流电路电阻负载时移相范围为180º。
Id
变压器二次交流电流有效值 I2rms Id
10
单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路带反电动势负载的工作波形
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单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路带反电动势负载的工作分析
由于存在反电势负载，晶闸管提前关断
停止导电角：＝arcsin E
2U 2rm s
当α≥δ时，输出直流电压
电感有抗拒电流变化的特性，大电感负载状态由于电 感的储能作用，负载id始终连续且电流近似为一直线。
电路稳态工作时，每组晶闸管均在另一组晶闸管触发
导通时才换流关断，每组晶闸管导通时间均为180º。
8
9
单相桥式全控整流电路
大电感负载运行参数分析
交流电源电压 u2 2U2 sin t
整流输出电压平均值
负载整流电压平均值Udav
Udav
1 π
2U2rmssintd(t)
2U π
2rm
s
(1
c
os
)
0.9U2rm
s
1cos
2
直流电流平均值Idav
Idav
Udav R
0.9U2rms 1 cos
单相桥式全控整流电路的设计..
1设计课题任务及总体方案介绍1.1设计课题任务课题：单相桥式全控整流电路设计（阻感性负载）任务：单相桥式全控整流电路的设计要求为：1 电网供电电压为单相交流 220V/50HZ ；2 变压器二次侧电压为100V;3 输出电压连续可调，为0〜100V;4 移相范围：0o-90c；5 输出功率：500W1.2设计课题总体方案介绍1.2.1方案的选择我们知道，单相整流器的电路形式是各种各样的，整流的结构也是比较多的因此在做设计之前我们主要考虑了以下二种方案：方案一：单相桥式全控整流电路电路简图如下：图1.1单相桥式全控整流电路对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗！如果不加续流二极管，当a突然增大至180°或出发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使U d成为正弦半波，即半周期为正弦，另外半周期为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即为失控。
所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。
方案：单相全波可控整流电路：电路简图如下：图1.2单相桥式全控整流电路此电路变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，只要用2个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的 2倍。
不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作用。
但是绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金属有限的情况下，这是很不利的，所以我们也放弃了这个方案。
单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。
弱点是：输出电压脉冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量，使铁心磁化，变压器不能充分利用。
而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞☞和晶整闸 流222UU管电2。2 承压受平的均最 值大为：正向电压和反向电压分别为
Ud
1
2U2 sintd(t) 2
2U 2
1 cos 2
0.9U 2
1 cos 2
(3-9)
α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180时，Ud=0。可见，α角的 移相范围为180。 ☞向负载输出的直流电流平均值为：
U2＝100 ＝141.4（V） 流过每个晶2闸管的电流的有效值为： IVT＝Id∕ ＝6.36（A） 故晶闸管的额定电压为： UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V） 晶闸管的额定电流为： IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A） 晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
O
id
t
Id
O i2
Id
Id
t
O
t
图3-9 ud、id和i2的波形图
8/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9 U2 cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A) I2＝Id＝9(A) ③晶2闸管承受的2最大反向电压为：
2/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆电路分析
☞在u2正半周期
u
2
√触发角处给晶闸管VT1和VT4加触
O
t 发脉冲使其开通，ud=u2。
ud
√负载电感很大，id不能突变且波形近
O
2.1.5 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)
ωt 2
ωt
α
Id
id
i2 u1 u2
iT2,3
ωt
Id
VT1
VT3
L
u T1
ωt
ud
R
VT2 VT4
u 2 (i2 )
ωt
u2 i2
Id
ωt
图2-10
2、工作原理 、
1）在u2正半波的（0~α）区间： ） 正半波的（ ）区间： 晶闸管VT 承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。 晶闸管 1、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～ 区间由于电感释放 假设电路已工作在稳定状态，则在 ～α区间由于电感释放 能量，晶闸管VT 维持导通。 能量，晶闸管 2、VT3维持导通。 2）在u2正半波的 ） 正半波的ωt=α时刻及以后： 时刻及以后： 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→VT4→b→Tr的二次绕组 的二次绕组→a流通 ， 此时 流通， 的二次绕组 流通 负载上有输出电压（ 和电流。 负载上有输出电压（ud=u2）和电流。电源电压反向加到晶 闸管VT 使其承受反压而处于关断状态。 闸管 2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
3、 基本数量关系 、 1）输出电压平均值 d ）输出电压平均值U
1 Ud = π
∫
π +α
α
2U 2 sin ωtd (ωt )
2 2U 2 = cos α = 0.9U 2 cos α π
2）输出电流平均值Id ）输出电流平均值
Ud Id = R
3）晶闸管的电流平均值IdT 由于晶闸管轮流导电， 由于晶闸管轮流导电，所以流过每个晶闸管的平 均电流只有负载上平均电流的一半。 均电流只有负载上平均电流的一半。
单相桥式整流电路实验报告
单相桥式整流电路实验报告
本次实验我们进行了单相桥式整流电路的搭建和测试。
单相桥式整流电路是一种常见的电力电子电路，可将交流电转换为直流电。
在实验中，我们使用了四个二极管和一个负载电阻来构建单相桥式整流电路。
首先，我们按照实验指导书上的图示，将四个二极管和负载电阻连接在一起，搭建出单相桥式整流电路。
然后，我们使用万用表来测试电路的工作情况。
在接通交流电源后，我们发现电路可以正常工作，并将交流电转换为直流电。
接下来，我们测试了负载电阻的工作情况。
我们使用万用表来测量负载电阻的电压和电流，并计算出其功率。
通过实验数据的分析，我们发现负载电阻的功率与其电压和电流成正比。
同时，我们还测试了不同负载电阻下的输出功率和效率，并发现输出功率和效率随着负载电阻的增加而降低。
最后，我们对实验结果进行了总结和分析。
通过本次实验，我们深入了解了单相桥式整流电路的工作原理和特点，并掌握了其搭建和测试方法。
同时，我们还学习了如何使用万用表来测试电路的工作情况，并了解了负载电阻对输出功率和效率的影响。
总之，本次实验让我们更加深入地了解了单相桥式整流电路的工作原理和应用，并提高了我们的实验操作能力和数据分析能力。
单相桥式整流电路(DOC)
酒泉职业技术学院课程设计2012级电力系统继电保护与自动化专业题目：单相桥式整流电路学号：121782009学生姓名：王文勇班级：12电力班2013年6月28日目录一技术要求二设计任务三方案选择四原理说明五电路参数计算和元件选取六性能指标分析七保护电路工作原理八参考文献单相整流电路一设计任务书1 设计任务（1）进行设计方案的比较，并选定设计方案（2）完成单元电路的设计和主要元器件说明（3）完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择（4）驱动电路的设计，保护电路的设计2 设计要求（1）负载为感性负载，L=700mH,R=500欧姆（2）电网供电电压为单相220V（3）电网波动电压为5%~10%（4）输出电压为0~100V`二方案选择单相相控整流电路分为单相半波、单相全波和单相桥式相控电路，它们所连接的负载性质就会有不同的特点，下面分析各种单相相控整流电路在阻性负载、感性负载时的工作情况。
单相半控整流电路的优点：线路简单、调整方便。
弱点是：输出电压脉冲大，负载电流脉冲大，且整流变压器二次绕组中存在直流分量，使铁芯磁化，变压器不能充分利用，而单相全控式整流电路具有输出电流脉冲小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化的问题，变压器利用率高。
单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路的2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高一半。
三原理说明（一）单相半波整流电路工作原理1 单相半波整流电路阻性负载实验原理路图如下：2 单相半波整流电路工作原理变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。
利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。
这种电路，变压器中有直流分量流过，降低了变压器的效率；整流电流的脉动成分太大，对滤波电路的要求高。
只适用于小电流整流电路。
电路工作过程是：在u2正半周（ωt=0~π）,二极管加正向偏压而导通,有电流iL 通过负载电阻RL。
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[精品文档]单相桥式整流电路图及工作原理 (含参数计算) 单相桥式整流电路图及工作原理 (含参数计算)时间:2011-04-15 21:09:07 来源: 作者:1.工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图10.1.2所示。
图10.1.2单相桥式整流电路(a)整流电路 (b)波形图在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。
根据图10.1.2(a)的电路图可知:当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。
单相桥式整流电路的波形图见图10.1.2(b)。
2.参数计算根据图10.1.2(b)可知，输出电压是单相脉动电压。
通常用它的平均值与直流电压等效。
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。
此时谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。
3.单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲线该曲线如图10.1.3所示。
曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
图10.1.3 负载特性曲线---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------搀扶扶持教学工作总结 [搀扶扶持教学工作总结]本文章由ahref="hao123/a合作伙伴hao123网址导行群发转栽而成时间荏苒，欢快而充实的工作时间总是短暂的，转眼到了这一学期的尾声，搀扶扶持教学工作总结。
回顾这一学期，我和我的学生们不仅在一次次的交往与碰撞中建立起了*而浓厚的师生情，而且在互相信任的条件下较圆满地完成了本学期的教学任务。
单相桥式全控整流电路(阻感性负载)
1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）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O 〜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ω t=α时刻及以后：在ω t=α处触发晶闸管 VT1、VT4使其导通，电流沿 a →VT1 → L → R →VT4 →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。
3） 在u2负半波的（π ~ π + α）区间：当ω t=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管 VT1、VT4继续导通。
1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻 -感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管, 接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）I!*-■\U/-1-kγ叫OO：Ow...0f ∣2√*-(b}≡r∣√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ω t=π +α时刻及以后：在ω t=π + α处触发晶闸管 VT2、VT3使其导通，电流沿 b →VT3→L →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ω t=2 π +α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。
1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）興朋rgui—B∣÷ FtJιIU lPUIHTfrIflηi pr1 ⅛B -∣S ,T⅛∏Ftor2电源参数，频率50hz,电压100v ,如图3⅞⅛ BIQCk Parameter5： AC VoItage SOUrCe AC Voltage SOUrCe (mask) CIink)Ideal S l innSOidaI AC VOlt age SIDUrCe-图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V ,周期0.02,占空比10%,时相延迟α /360*0.02， 如图4图4.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置ApplyCancelHe ：IPVT2,VT3脉冲参数，振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟（α+180）/360*0.02,如图5⅝∣ Source BloCk Parameters: PUISe Generator2图5.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
单相桥式整流电路6页word文档
附：教学内容： 【导入部分】使用万用表测量IN4007、IN4148、IN4004二极管的极性，复习PN 结、二极管的单向导电性，投放投影作进一步的复习，引出“理想二极管”的特性（如图1所示：理想二极管伏安特性）——二极管导通时，所承受的正向电压趋近于0，承受反向电压时，流过二极管电流趋近于0。
使用双踪通用示波器，测量单向半波、单向全波二极管整流电路整流波形的变化，复习这种变化的“好处”（——提高变压器的利用率，减小输出信号的脉动程度）和缺陷（——变压器利用率低、二极管承受反压过大），导入本教学单元内容“单向二极管桥式整流”电路（——提高变压器的利用率，保证有较好的脉动直流输出，同时二极管承受的反向电压与电源电压的最大值保持一致）。
（如图2所示：二极管整流电路性能趋优转化过程）【新课部分】+ V o -图2 二极管整流电路性能趋优转化过?+V o -图1 理想二极管伏安特性在二极管整流电路示范装置的四个桥臂上分别安装红、绿、黄、白四个颜色的发光二极管（如图3所示：桥式二极管整流电路），正确地接入交流电源装置，观察发光二极管的发光情况，用万用表测试输入、输出电压的数值，调节电源装置的输出电压大小，重复测量每次调节后输入、输出电压数值并记录于下表中，表：输出电压与输入电压的关系记录记录10组数据后，调节电源装置的频率，观察发光管的闪烁情况，总结管子交替变化与频率的关系，并将观察的现象记录于表中，以便分析。
将双踪通用示波器接入输入信号、输出信号端，相邻、相对两桥臂，测得整流桥的信号如图4所示：二极管桥式整流电路波形。
综合图3、图4的分析我们发现：◆该电路具有将双向的交变电压变换为单向的脉动电压的功能。
◆对波形的进一步观察发现，二极管上承载电压的情况， V1、3管、V2、4管分别承受不同周期的反向电压，但管子承受的最大反向电压与电源最大反向电压相同。
以上两点满足了我们提高变压+V o-R图3 桥式二极管整流电路器利用率并降低整流管最大反向电压的要求，实现了二极管整流输出的最佳性能。
单相桥式整流电路
（Single-phase Bridge Rectifier Circuit）
张小华
单相桥式整流电路的工作原理
u2正半周时
电流通路
+
T
+
u1
A D4
u2
D1
D3
RL uo
B
D2
-
-
单相桥式整流电路
单相桥式整流电路的工作原理
u2负半周时 电流通路
-
T
u11
A D4
u2
D1
D3
+
RL
⒈单相桥式整流电路的组成、工作原理； ⒉电路主要参数的计算；
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思考与练习
1.根据实际情况设计并制做一个单相桥 式整流电路。
2.电路中若有一个二极管反接、或虚焊、 或烧毁，有何现象？分析其原因。
3.查阅整流电路其它方面的应用，并相 互交流。
10
电路需完善的问题
Uo是脉动的直流输出，如何变为平滑 输出，趋近标准直流呢？
∴ U2=Uo/0.9=60/0.9≈66.7（V）
7
应用举例
⑵ 流过二极管的平均电流为:
ID IO 2 4A 2 2( A)
二极管承受的反向峰值电压为: U RM 2U2 1.41 66.7 94(V )
查手册可选型号为2CZ12A(3A/100V) 二极管四只。
8
小结
⑵二极管工作参数
平均电流(average current)
ID
1 2
IO ( A)
反向峰值电压(reverse peak voltage)
U RM 2U 2 (V )
单相桥式整流电路2
模拟电子技术知识点：单相桥式整流电路组成：由四个二极管接成电桥的形式+v o i o R Lv 2～D 1D 2D 4D 3+v o -R L i o +v 2-～D 1+v 2-R L +v o-i o～D 2D 4D 3把4只二极管封装在一起称为整流桥+v o -i o R L v 2～D 1D 2D 4D 3~220V v 2v L+-~220Vv 2v L-+v 2v LV L ≈0.9V 2①负载上的直流电压V L 和直流电流I L (平均值)：I L ≈0.9V 2/R L②整流元件参数的计算流过二极管的平均电流：I D =1/2I L ≈0.45V 2/R L二极管承受的最大反向电压：注意：FM D DRM RMI I V V ≥≥V RM =22V③变压器参数L 2L L1.11 1.11V I I R ==L 20.9V V =22S V I =类型性能单相半波整流单相全波整流单相桥式整流整流输出电压平均值0.45V20.9V20.9V2整流二极管的正向平均电流=I L=0.45V2/R L=1/2I L=0.45V2/R L=1/2I L=0.45V2/R L二极管承受的最大反向电压比较结果桥式整流电路的优点：输出电压高，纹波电压小，管子所承受最大反压低；变压器正负半周都有电流供给负载，利用率高，故应用广泛。
22V222V22V例1单相桥式整流电路，已知交流电网电压为220 V ，负载电阻R L = 50Ω，负载电压V o =100V ，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。
981111220.==K 变比I 2= 1.11 I o = 2 ⨯1.11 = 2. 2 A变压器副边电流有效值:变压器容量: S = V 2 I 2= 111⨯2.2 =244. 2 V A①变压器副边电压V 2≈111 V例1单相桥式整流电路，已知交流电网电压为220 V ，负载电阻R L = 50Ω，负载电压V o =100V ，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。
单相桥式全控整流电路实验报告
单相桥式全控整流电路实验报告一、实验目的1、熟悉单相桥式全控整流电路的工作原理。
2、掌握单相桥式全控整流电路在不同负载情况下的输出特性。
3、学会使用示波器等仪器观测电路中的电压、电流波形。
二、实验原理单相桥式全控整流电路由四个晶闸管组成，其电路图如下图所示：插入电路图在电源电压的正半周，晶闸管 VT1 和 VT4 承受正向电压，在触发脉冲的作用下导通，电流从电源的正端经 VT1、负载、VT4 流回电源的负端，负载上得到正电压；在电源电压的负半周，晶闸管 VT2 和VT3 承受正向电压，在触发脉冲的作用下导通，电流从电源的正端经VT2、负载、VT3 流回电源的负端，负载上得到负电压。
通过控制触发角α的大小，可以改变输出直流电压的平均值。
三、实验设备1、电力电子实验台2、示波器3、万用表4、电阻负载、电感负载四、实验内容及步骤（一）电阻负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。
2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。
3、逐渐增大触发角α，分别测量α=30°、60°、90°、120°、150°时的 Ud 和 U2，并记录相应的电压波形。
（二）电感负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。
2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。
3、逐渐增大触发角α，分别测量α=30°、60°、90°、120°、150°时的 Ud 和 U2，并记录相应的电压波形。
（三）反电动势负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。
2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。
单相桥式整流电路
第1章系统原理方框图及主电路设计1.1方案的选择单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。
下面分析各种单相相控整流电路在带电阻性负载、电感性负载和反电动势负载时的工作情况。
单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。
弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），，且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。
而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。
1.2 原理说明当负载由电阻和电感组成时称为阻感性负载。
例如各种电机的励磁绕组,整流输出端接有平波电抗器的负载等等。
单相桥式整流电路带阻感性负载的电路如图1-1所示。
由于电感储能,而且储能不能突变因此电感中的电流不能突变,即电感具有阻碍电流变化的作用。
当流过电感中的电流变化时,在电感两端将产生感应电动势,引起电压降UL。
图1-1单相桥式整流电路带阻感性负载的电路原理方框图如图1-2所示：单相电源输出触发电路保护电路整流主电路负载电路图1-2原理方框图整流电路主要由触发电路、保护电路和整流主电路组成。
根据设计任务，在此设计中采用单相桥式全控整流电路接电阻性负载。
1.3 主电路设计1．3．1 主电路原理图及其工作波形图1-3 主电路原理图及工作波形单相全控桥式整流电路带负载的电路如图2-3（a）所示。
其中Tr为整流变压器，T 1、T4、T3、T2组成a、b两个桥臂，变压器二次电压u2接在a、b两点，u2=tUtUmωωsin2sin22= ,四只晶闸管组成整流桥。
负载电阻是纯电阻Rd。
单相桥式全控整流电路
1. 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管，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。
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1. 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）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→VT4→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。
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→VT3→L→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。
1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2 单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）电源参数，频率50hz，电压100v，如图3图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟α/360*0.02，如图4图4. 单相桥式全控整流电路脉冲参数设置VT2,VT3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（α+180）/360*0.02，如图5图5. 单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路（一）如右图所示，图为单相桥式全控整流电路带电阻负载拓扑图。
电路中，晶闸管VTI和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。
在正弦电压源（amplitude:300vfrequency=50hz）正半周，四个管子均不导通，负载电流id为零、ud也为零。
VT1和VT4串联承受电压v_sin。
当在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，当v_sin过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。
如左图（第一组桥臂t=0~10ms；α=90°），第二组桥臂原理相同，其两端电压波形如上图（t=10~20ms）。
图（1）：电阻性负载两端电压波形。
Ave=93.417 ； freq=99.971 。
（α=90°）。
补图（2）：电阻性负载两端电压波形。
Ave=149.65 ； freq=99.967 。
（α=54°）。
（二）如右图所示，图为单相桥式全控整流电路带电阻电感负载拓扑图（α=90°）。
假设电路已工作于稳态，电感值取较大100m，负载波形较为明显。
在v_sin的正半周，触发角α处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通，负载两端电压等于v_sin。
负载中有电感存在使负载电流不能突变，电感对负载电流起平波作用。
在v_sin过零变负时，由于电感的存在晶闸管VT1和VT4中仍流过电流，并不关断。
如左图（VT1两端电压波形）所示，在t=10.0m时，明显并未关断，仍处于导通状态。
右图（负载两端电压波形）存在明显的电感续流现象。
其电压平均值ave=83.241(v)<93.417(v)。
这是由于波形在x负半轴有图像导致平均值降低。
(三)纯电感负载L从1m变化至10m（步进1m）波形变化如下图（1），局部放大如图（2）。
（四）单相桥式全控整流电路（带续流二极管）其拓扑结构如右图所示。
（α=90°）在v_sine过零变负时，由于续流二极管VDR的存在，以及电感电流不会突变。
单相桥式整流电路完整版
单相桥式整流电路Document serial number [NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108]教学过程师：单相桥式整流电路与前面学过的半波整流电路相比，在电路组成上有什么不同生：采用了四个整流二极管。
师：它是由电源变压器、四只整流二极管VD广4和负载电阻RL组成。
四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。
桥式整流电路的简化画法二、单相桥式整流电路的工作原理(1)工作过程提出问题：电源正半周和负半周，哪些二极管导通哪些二极管截止相应的电流通路是怎样的学主讨论，判别哪些二极管导通，判别哪些二极管截止，找同学自己分析并画出相应的电流通路。
学生根据 二极管的 学习分析 通深课。
jit 加节解沪，本理电路对的教学过程(1)在4的正半周次级的下端经VD2 — RL -VD4回到Tr 次级上端，在负载RL 上 得到在4的正半周,VD1. VD3导通,VD2、VD4截止，电流由TR 次级上端经VD1- RL -VD3回到TR 次级下端，在负载RL 上得 到一半波整流电压。
(2)在勺负半周另一半波整流电压。
设计意图形的建作析础导前进得时强感， 波路，工分匡引与识较同增的识 作电算在程忑，生知比，了生认 工和计立过的上学续行出为学性工作原理小结u 2>0 时 u 2<0 时 VD1, VD3 导通 VD2, VD4 导通 VD2, VD4 截止VD1, VD3 截止电流通路：电流通路：A VD1B VD2 RLVD3BRLVD4A输出是脉动的直流电压！2、工作波形提出问题：负载上的电流和电圧波形是怎样的呢老师引导学生在前面工作过程分析的基础上画出该电路的丄作教学过程2教学过程对工作波形进行了 实验演 示，来验证理论分析，这样 不仅符合 直观性的 原则，而 且培养了学生的观察与分析 比较的能 力，也体 现了专业课的特点，这正是学生在学习过程中必须要 注意的问题。
练习有利 于提高学 生的学习 能力，加 强对知识 的理解， 形式上多 样，并能 联系实 际，解决 应用中的 一些实际 问题，这 样使学生 能更好地 掌握本节 课的知识 和技能。
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学科电子班级13电1日期2012-5-26授课
李英教师
题目单相桥式整流电路课时数1课时
形式讲授法、实验法、
课型新授手段演示法、讨论法
1．知识和技能
教学目标
知道单相桥式整流电路的组成和特点，会分析单相桥式整流电路的工作原理，并能画出相应的输出电压、电流的波形，会分析计算单相桥式整流电路中输出电压、电流及晶体二极管的选择。
2．过程与方法
通过电路构成、工作波形图和系列问题的讨论，使学生获得工程技术和问题探究过程的体验，并在过程中感悟、掌握科学研究与技术研究的方法，培养学生的创造性思维能力。
3．情感态度与价值观
通过师生互动和生生互动，激发学生积极思维、勇于创新的兴趣和
动机；通过对电子电路的分析与探讨，培养学生的学习热情和学习兴趣，勇于发现、主动探索的科学精神，并学会与人协作，发扬团队精神。
教学1、桥式整流电路工作原理的分析。
重点
2、桥式整流电路的计算。
教学1、桥式整流电路工作原理的分析。
难点
2、桥式整流电路中元件的选择。
教具黑板、粉笔、桥式整流电路实验板、示波器
内容、方法、步骤设计意图
序言：
本次课承接了上次课的内容，并为后续课程“滤波电路”
的学习奠定了基础，起“承上启下”的作用。
Ⅰ、复习、导入新课：
教
提问：上节课讲了半波整流电路，同学回忆并完成以下问
学题：
（1）整流是利用二极管的什么特性来实现整流的？
过
（2）画出半波整流电路的输出波形
程
该电路存在哪些缺点？如何改进？自然引入新课
---《单相桥式整流电路》
Ⅱ、新授课
单相桥式整流电路
一、单相桥式整流电路的组成复习提问既让学生对所学过的知识有更深的印象，同时为新课的电路分析和参数估算作知识准备
将电路直接呈现给学生，并让学生与相关课程《电工基础》中
的电桥
电路进
行比较，
学生易
于接受内容、方法、步骤设计意图
序言：
本次课承接了上次课的内容，并为后续课程“滤波电路”
的学习奠定了基础，起“承上启下”的作用。
Ⅰ、复习、导入新课：
教
提问：上节课讲了半波整流电路，同学回忆并完成以下问
学题：
（1）整流是利用二极管的什么特性来实现整流的？
过
（2）画出半波整流电路的输出波形
程
该电路存在哪些缺点？如何改进？自然引入新课
---《单相桥式整流电路》
Ⅱ、新授课
单相桥式整流电路
二、单相桥式整流电路的组成复习提问既让学生对所学过的知识有更深的印象，同时为新课的电路分析和参数估算作知识准备
将电路直接呈现给学生，并让学生与相关课程《电工基础》中
的电桥
电路进
行比较，
学生易
于接受内容、方法、步骤设计意图
桥式整流电路的简化画法
常用画法
u1R L
u11u2R L
师：单相桥式整流电路与前面学过的半波整流电路相比，在电
路组成上有什么不同？
教生：采用了四个整流二极管。
学师：它是由电源变压器、四只整流二极管 VD1~4 和负载电阻 RL 组成。
过
四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。
程
内容、方法、步骤设计意图
二、单相桥式整流电路的工作原理
（1）工作过程
提出问题：电源正半周和负半周，哪些二极管导通？哪些二极
管截止？相应的电流通路是怎样的？
学生讨论，判别哪些二极管导通，判别哪些二极管截止，找同
学自己分析并画出相应的电流通路。
（1）在 u 2的正半周
+
VD1
u 1
u 2
VD3
i
V
教
R
学
_
过
在u 2的正半周， VD1、VD3导通， VD2、VD4截止，电流由 TR
次级上端经 VD1→ RL →VD3回到 TR 次级下端，在负载 RL 上得到
程 一半波整流电压。
（2）在 u 2的负半周
+
u 1
VD4
u 2
i L V
VD2
R L
_
学 生 根
据 二 极
管 的 学
习 分 析
电 流 通
路，加深
对 本 节
课 的 理
解。
在u 2的负半周， VD1、VD3截止， VD2、VD4导通，电流由 Tr
次级的下端经 VD2→ RL →VD4 回到 Tr 次级上端，在负载 RL 上
得到另一半波整流电压。
内容、方法、步骤
设计意图
教工作原理小结
u >0 时u <0 时
学22
过VD1,VD3导通VD2,VD4导通程VD2,VD4截止VD1,VD3截止
电流通路 :电流通路 :
A ? VD1?
B ? VD2?
RL?VD3?B RL?VD4?A
输出是脉动的直流电压！
2、工作波形
提出问题：负载上的电流和电压波形是怎样的呢？
老师引导学生在前面工作过程分析的基础上画出该电路的工作
波形。
u2
2U
2
2
U02ω t
ωt
i
2U2/R L 工作波形和电路的计算，建立在工作过程分析的基础上，引导学生与前续知识进行比较得出，同时为了增强学生的感性认识，
教
ωt
内容、方法、步骤
发现与半波整流整流电路的输出波形是不一样的，桥式整流
设计意图
对工作波电路得到的是全波波形，从而可以得出结论该电路是全波整流电
学路
形进行了
过师：实际的整流电路波形是否与我们所分析的一样呢？
实验演通过示波器演示，观察输入波形和输出波形的波形
程3、参数计算
示，来验由前面半波整流电路的学习可推出单相桥式整流电路的主要参证理论分数析，这样
输出电压的平均值 U L
U L
=不仅符合
输出电流的平均值I L=U L/R L
通过二极管的平均电流
F
直观性的I =
二极管承受的最大反向电压
Rm2
U2
原则，而U =
三、课堂练习且培养了
试分析图示桥式整流电路中的二极管VD 或VD断开时负
学生的观
24
载电压的波形。
如果 VD或 VD 接反，后果如何？如果 VD或
察与分析
242
VD 因击穿或烧坏而短路，后果又如何？
4比较的能
力，也体
现了专业
课的特
点，这正
是学生在
学习过程
中必须要
注意的问
题。
练习有
利于提
高学生
的学习
能力，加
强对知
识的理
解，形式
上多样，
并能联
系实际，
解决应
用中的
一些实
际问题，
这样使
学生能
更好地
掌握本
节课的
知识和
技能。
内容、方法、步骤设计意图
四、小结
⒈单相桥式整流电路的组成、工作原理；
⒉电路主要参数的计算；
五、思考与练习
1.根据实际情况设计并制做一个单相桥式整流电路。
2.U L是脉动的直流输出，如何变为平滑输出，趋近标准直
流呢？
3.有一直流负载，需要直流电压 U L=60V,电流I L=4A。
若采
用单相桥式整流电路，求电源变压器次级电压U2，并选择整流二极管。
对应学习目标，让学生参与总结学习的重点，从而将本节的内容纳入已有的知识系统中，疏理知识点，使知识点系统化，并且引导学生总结学习方法，能够让学生转
变学生
观念，学
会自主
学习。
单相桥式整流电路
授课人：李英。