最新单相可控整流电路

1、单相可控整流电路根据交流输入相数，分为单相电路和多相电路。根据变压器次级 侧的电流方向，它是单向的或双向的。第二章为单相可控整流电路， 2, 1、阻性负载，单相半波可控整流电路及波形，变压器T，变压器 电压，隔离，交流输入为单相，DC输出电压波形只出现在交流输入 的正半周，故称单相半波可控整流电路。，特征：电压与电流成正比，两者的波形相同，2 .1单相半波控制整流电路相位半波控制整流器)，3。触发延迟角的两个重要基本概念是从 晶闸管开始承受正阳极电压的时刻到施加触发脉冲的时刻的电角度， 用a表示，也称为触发角或控制角。导通角晶闸管在功率循环中处于导通状态的电角度称为，并由0 表示。DC输出电压

2、的平均值为，输出电压、晶闸管耐受电压随触发角 的变化而变化，A的相移范围为180这种通过控制触发脉冲的相位来控制DC输出电压的幅度的方法 被称为相位控制模式(phase control mode)。，4。带阻性负载和波形的 单相半波可控整流电路的特性，2、阻性负载，阻性负载电感器抵抗电流变化，因此流经电感器的电流不会突然变化。电力电子电路中非线性电力电子器件的存在决定了电力电子电 路是非线性电路。如果将该装置视为一个理想的开关，电力电子电路可以简化为分 段线性电路，进行分段分析和计算。单相半波可控整流电路的分段线 性等效电路a） VT处于关断状态b） VT处于导通状态，初始条件为砒= a，id

3、=0。求解等式（2-2）并将初始条件代入其中，其中、（2-2），当 VT处于导通状态时，以下等式成立:当砒=。+ a，id = 0时，代入等 式（2-3）并整理出，（2-3）、（2-4），由该等式计算出导通角。6、负载阻 抗角中、触发角a、晶闸管导通角。，如果中是一个固定值，A越大，存储在u2 正半周期的L能量越少，维持导通的能力越弱，0越小如果A是一个固定值，中越大，储能越大，0越大；中越大，在 u2的负半周期L中晶闸管保持导通的时间越接近于在u2的正半周期 中晶闸管导通的时间ud的负部分越接近正部分，平均Ud越接近零， 并且输出DC电流的平均值越小。由于电感的存在，输出DC电压降低。，7。

4、带续流二极管的单相 半波带阻性负载的电路和波形为了避免Ud过小，续流二极管并联在 整流电路负载的两端。当u2变为负至零时，VDR开启，ud为零。此 时为负的U2通过VDR向VT施加反向电压以将其关闭。储存在L 中的能量确保电流流经L-R-VDR回路，这一过程通常被称为续流。 在空转期间，ud为零，ud的负部分不再出现。如果把id近似看作一 条水平线，把常数看作Id，则有，（2-5），（2-6），（2-7），（2-8），VT的 a相移范围为0180，9，VT的a相移范围为180。简单，但输出脉动大，而且变压器的二次侧电流含有DC分量， 造成变压器铁芯的DC磁化。事实上，这种电路很少使用。分析了该

5、电路的主要用途，建立了整流电路的基本概念。单相半 波可控整流电路的特点，10、单相半波相控触发电阻式负载的仿真电 路图，11、单相半波相控触发电阻式负载的仿真结果，12、工作原理 和波形分析VT1和VT4组成一对桥臂，在u2的正半周受到电压u2 的作用，当u2过零时触发脉冲导通，当U2过零时触发脉冲截止。VT2和VT3形成另一对桥臂，它们在u2的正半周受到电压-u2 的作用。当U2过零时，触发脉冲打开和关闭。，1、电阻负载，2 .2单相桥式全控整流电路，a），（单阶段桥式可控整流器），13，（2-10），（2-11），整流器电压平均值:,a 角相移范围180负载输出平均电流值:，通过晶闸管的电

6、流平均值仅 为输出 DC 平均值的一半，即（2-9），14，（2-12），（2-13），（2-14），通 过晶闸管的电流有效值:，变压器二次测量电流的有效值I2等于输出 DC电流的有效值I:当不考虑变压器损耗时，需要变压器容量S=U2I2。 从等式（2-12）和（2-13）中，为了选择诸如晶闸管、变压器容量、导体横 截面积的参数，需要考虑加热问题，因此需要计算有效值。15、单相 全控桥带当负载为电阻性负载时，电路和波形假定处于稳定状态，id的平 均值不变。假设负载电感很大，负载电流id是连续的，波形近似为 水平线。当u2过零并变为负时，由于电感，晶闸管VT1和VT4仍然流过电流id,并且没有关

7、断。当st =n+a时，触发脉冲施加到VT2和VT3。因为VT2和VT3 已经承受正电压，所以两个管被接通。在VT2和VT3导通后，u2分别通过VT2和VT3向VT1和VT4 施加反向电压，以关断VT1和VT4,流过VT1和VT4的电流迅速转 移到VT2和VT3。这个过程叫做换向，也叫做换向。，2、电阻性负 载，16,晶闸管移相范围为090晶闸管承受的最大正向和反向电压是晶闸管导通角。，它与a无 关，为180。平均值和有效值分别为:，变压器二次侧电流i2的波形 为正负180的矩形波。它的相位由a角决定。a越大，功率因数越低。 有效值I2 = Id。，平均整流电压:，17，单相桥式全控整流电路连

8、接到 r-e负载时的电路和波形，3、反电动势负载，Iu2l晶闸管受到正电压，那么导通是可能的。导通后，ud=u2，直到 Iu2I = E，id降至0关闭晶闸管。此后，ud = E在电角度8之前停止传 导，电角度8被称为停止传导角度，（2-16）。当角度a相同时，整流 输出电压大于电阻负载的电压。当前油尺id波形在一个周期中的部 分时间为0，当前连续id波形在一个周期中不为零。当8出现时，当 触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不能导通。为了使晶闸管可靠导通，触发脉冲应具有足够的宽度，以确保当 以=8时，晶闸管承受正电压，并且触发脉冲仍然存在，这相当于将 触发角延迟到8，即a =8，18。当负载是

9、DC电机时，如果电流是间 歇的，电机的机械特性将非常软。为了克服这个缺点，平滑电抗器通常串联到主电路的DC输出侧， 以减少电流纹波并延长晶闸管的导通时间。此时，整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感器负载电 流连续时的波形相同，ud的计算公式也相同。保证电流连续性所需的电感L可由下式确定:(2-17)，19, 例:单 相桥式全控整流电路，U2 = 100V伏，负载时R = 2Q，L值非常大， 反电势E = 60伏，当=30时，要求:使ud、id，i2波形；求出平均整流输出电压Ud、电流Id，以及变压器二次侧电流 的有效值12；考虑安全裕度，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解决方案:ud、

10、id，i2波形如图，ud、id，i2波形如图，20； 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=0.9U2cos =0.9x100 xcos30 =77.97(A)编号二(Ud-E)/R=(77.97-60)/2=9(A)I2=Id=9(A)(3)晶闸管承受的最大反向电压为U2 = 100 = 141 .4(伏)流经每个晶闸管的电流有效值为：IVT=Id/=6.36(A)因此，晶闸管的额定电压为：UN=(23)x141.4=283424(V)晶闸管的额定电流为：in=(1.52)x6.36/1.57=68(a)晶闸管额定电压和电流的具体值可根据晶闸管产品的系列参数

11、选择。单相全波可控整流电路和波形，单相全波可控整流电路又称单 相双半波可控整流电路。从DC输出或交流输入的角度来看，单相全波桥和单相全控桥基 本相同。变压器中没有DC磁化问题。，2.3单相全波可控整流电路单相全波与单相全控桥的区别单相全波中的变压器结构更复杂， 绕组和铁芯消耗更多的铜、铁等材料。单相全波仅使用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地少2 个栅极驱动电路。然而，晶闸管能承受的最大电压是单相全控桥的2 倍。单相全波导电路仅包含一个晶闸管，比单相电桥少一个晶闸管， 从而将管的压降降低一个。综上所述，单相全波电路非常适合低输出电压应用。，电阻负载， 电阻负载+续流二极管，23，单相桥式半

12、控整流电路，续流二极管， 电阻负载电路和波形，假设负载电感非常大，并且电路一直工作在稳 定状态。、(2 .4)单相桥式半控整流电路。电路分析(不首先考虑电压降) 每个导电回路由一个晶闸管和一个二极管组成。在u2的正半周，VT1被触发，u2通过VT1和VD4向负载供电。当U2过零并变为负时，由于电感，电流是连续的，VT1继续导 电。然而，由于点A处的电势低于点B处的电势，电流从VT1和 VD2续流，ud=0。24、单相桥式半控整流电路，带续流二极管，电 路和负载被阻断时的波形。在u2的负半周，触发VT3，向VT1施加 反向电压以将其关闭，u2通过VT3和VD2向负载供电。U2过零并改变时序，VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流， ud再次为零。假设负载中的电感很大，并且电路已经处于稳定状态。， 25,续流二极管的功能如果没有续流二极管，当A突然增加到180 或触发脉冲丢失时，晶闸管将继续导通，两个二极管将依次导通，这 使得ud为正弦半波，即半周期ud为正弦，另一半周期ud为零，其 平均值保持不变，这称为失控。当有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，晶闸