单相全波可控整流电路
单相全波可控整流电路
晶闸管的触发角与控制角
触发角
触发角是晶闸管开始导通的角度，也称为控制角。通过改变触发角的大小，可以调节单相全波可控整 流电路的输出电压和电流。触发角的大小决定了整流器的工作状态和性能。
控制角
控制角是晶闸管的控制信号与交流电源之间的相位差，也称为移相角。控制角的大小决定了晶闸管的 导通时间和整流器的输出电压。在单相全波可控整流电路中，控制角的大小可以通过改变触发角来调 节。
应用范围
单相全波可控整流电路在各种需要直流电源的场合具有广泛应用，如电池充电、电机控制 、LED照明等领域。由于其结构简单、性能稳定、成本低廉等优点，成为电力电子领域中 一种常见的整流电路形式。
02 工作原理
电路组成与工作过程
电路组成
单相全波可控整流电路由整流变 压器、可控硅整流器、负载和滤 波器等部分组成。
换为直流电，为电动汽车提供充电服务。
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改进方法
优化元件布局和电路设计
通过优化元件布局和电路设计，减少元件数量，降低制造成本和 维护难度。
采用软开关技术
通过软开关技术降低开关动作对电源的干扰和污染。
增加调节和控制功能
通过增加调节和控制功能，提高单相全波可控整流电路的灵活性和 适应性，以满足更广泛的应用需求。
05 应用实例
在工业领域的应用
单相全波可控整流电路
目录
• 引言 • 工作原理 • 电路参数计算 • 电路的优缺点与改进方法 • 应用实例
01 引言
整流电路的定义与重要性
整流电路的定义
整流电路是一种将交流电转换为直流电的电子电路。在整流 过程中，电路通过控制电流的方向，将交流电的正负半波整 流成直流电。
电力电子技术最新版配套习题答案详解第2章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第2章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为222U ；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
单相桥式全波整流电路
整流电流大于IV
额定反向工作电压大于VRM
查晶体管手册，可选用整流电流为3A，额定反向工作电压 为100V的整流二极管2CZ12A（3A/100V）四只。
三、知识拓展
如果你的公司制造二极管，为了方 便使用者组装桥式整流电路，你有什么 好主意？
练习：QL型全桥堆的连接方法
T
V1
RL
全桥堆的正、负极端分别接负载的正、 负极。两个交流端接变压器输出端。
教学方法： 讲解法、作图法
过程教学: 一、复习引入
复习单相半波整流电路和单相全波整流电 路。
旧课回顾
1.单相半波整流电路
有什么优点和缺点？ 优点：电路简单，变压器无抽头。 缺点：电源利用率低，输出电压脉动大。
旧课回顾
2.单相全波整流电路
有什么优点和缺点？ 优点：整流效率高，
输出电压波动小。
缺点：变压器必须有中心抽头，
v1
负半-周负: 半-周:V3
TT
- - V4
V1
+ + V3
V4 V1 V21、桥式整流电路工作原理
RL RL 正半周:
V3 V2
电流通过V1、V3，V2、 V2V4截止。电流从右向左
通过负载。
V4 V1 V1负半周:
RL RL 电流通过V2、V4，V1、 V3截止。电流从右向左
通过负载。
V3 V2
§1.3.3 单相桥式全波整流电路
单相桥式全波整流电路
课题： §1.3.3 单相桥式全波整流电路
教学要求： 1、单相桥式全波整流电路的组成 2、整流原理 3、波形图 教学重点： 1、桥式全波整流电路的组成 2、整流原理分析 教学难点： 1、整流原理分析 2、整流电路中涉及输出电流、电压的计算
第一章 单相可控整流电路
2.1.1 单相半波可控整流电路
2) 带阻感负载的工作情况
u2
阻感负载的特点：电感 对电流变化有抗拒作用， 使得流过电感的电流不
b) 0 ug c) 0 ud
wt1
p
2 p
wt
wt
+
+
发生突变。
讨论负载阻抗角 j 、触发
d)
0 id e) 0 u
VT
a
wt
q
wt
角 a 、晶闸管导通角 θ 的
关系。
VT4并不关断。
i VT i VT u
2
O
d
u
w t
O id O
1,4
w t
Id
Id
Id Id Id
w t w t w t w t
至 ωt=π+a 时刻，晶闸管VT1 和 VT4关断，VT2和VT3两管导通。 VT2 和VT3 导通后，VT1 和VT4 承 受反压关断，流过VT1 和VT4 的 电流迅速转移到VT2 和VT3 上， 此过程称换相，亦称换流。
且存在直流成分的缺点，因此仅用于要求不高的小功 率场合。
（一）非正弦电路分析 从上面分析可见，整流电路输出的直流电压都是周期性
有直流成分的非正弦时间函数，不能像正弦量那样直接计算。 但是任何周期性函数都可依靠数学方法，用傅氏级数的形式 分解成一系列不同频率的正弦或余弦函数。
2.1.2 单相桥式全控整流电路
2.1.1 单相半波可控整流电路
(1) 直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id 直流输出电压平均值Ud:
1 pp 2U 2 1 cosa 2U(1 cosa ) 0.45U 2 1 cos a U d 1 2U 2 sin wtd (wt ) U d p a 2U 2 sin wtd (wt ) 2p 2 (1 cos a ) 0.45U 2 2 2 a
实验二单相全波可控整流电路
实验二 单相全波可控整流电路一．实验目的1．了解可控硅整流电路的组成、特性和计算方法。
2．了解不同负载类型的特性。
二．实验原理1．可控硅（又名晶闸管）不同于整流二极管，可控硅的导通是可控的。
可控整流电路的 作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。
图2-1所示为单相半波可控整流实验电路。
可控硅的特点是以弱控强，它只需功率很小的信号（几十到几百mA 的电流，2~3V 的电压）就可控制大电流、大电压的通断。
因而它是一个电力半导体器件，被应用于强电系统。
（a ）主回路（b ）控制回路图2-1 单相全波可控整流电路2． 如图2-1，设变压器次级电压为U=Usin ωt 则负载电压与电流的平均值以及有效值：在 控制角为α时，负载上直流电压的平均值U dA V =⎰παωωπ)(sin 1t td U =)cos 1.(απ+U直流电流平均值I dA V =d d R U =dR Uπ )cos 1(α+ 直流电压有效值：U dRMS =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-22sin 22ααππU 直流电流有效值：I dRMS =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-22sin 22ααππdR U三．实验器材名称 数量 型号 1．变压器45V/90V 3N 1 MC0101 2．保险丝 1 MC0401 3．可控硅 1 MC0309D 4．负载板 各1 MC0603 MC0604 5．2脉冲控制单元 1 MC0501 6．稳压电源（±15V ） 1 MC0201 7．电压/电流表 2 MC0701 8．输入单元 1 MC0202 10．隔离器 1 11．示波器 1 12．导线和短接桥 若干四．带电阻性负载的可控整流实验步骤1． 根据图2-1连接线路，注意：主回路和控制回路交流供电电源必须同步。
将各实验模块连接好，采用电阻负载，取U 1=U 2=45V 档的交流电为输入电压，负载R=50Ω（采用2只100Ω电阻并联）。
2． 用电压电流表实测输入电压U 2有效值= ______________V 。
单相全波可控整流电路单相桥式半控整流电路
单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路一.单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。
图1 单相全波可控整流电路及波形单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，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。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用1.电路结构图2.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单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。
如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。
单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)2.电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
其工作过程如下：a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。
d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，u d又为零。
3.续流二极管的作用1)避免可能发生的失控现象。
2)若无续流二极管，则当a突然增大至180 或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续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，其平均值保持恒定，称为失控。
220V／50A单相全波可控整流电路
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：220V／50A单相全波可控整流电路院（系）：工程技术学院专业班级：电气工程及其自动化学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院教研室：电气教研室摘要本设计采用单相全波可控整流，从而实现为1台额定电压220V、功率为10kW 的直流电动机提供直流可调电源，以实现直流电动机的调速。
将交流电变换为直流电称为AC/DC变换，这正变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整流。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
整流电路的种类有很多，有单相半波整流电路、单相全波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
本设计采用单相全波可控整流，以便于低压输出。
关键词：整流电路；变压器；晶闸管；触发电路；MATLAB。
目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概括............................. 错误!未定义书签。
1.2本文研究内容 (2)1.3方案论证 (3)1.3.1 单相桥式全控整流电路 (3)1.3.2 单相全波可控整流电路 (4)第2章单相全波可控整流电路设计 (5)2.1单相全波可控整流电路总体设计框图 (5)2.2具体电路设计 (6)2.2.1 单相全波可控整流电路设计 (6)2.2.2 由KJ004构成的控制电路设计 (7)2.2.3 保护电路的设计 (9)2.3总电路原理图 (10)2.4元器件型号选择 (11)2.5MATLAB仿真实验 (12)第3章课程设计总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1电力电子技术概括所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
第3章 整流电路3-1 单相全波可控整流电路
o
ωt1 π
2π
ωt
ug
– VT2导通，两端电压为0
o ud
ωt
• 负 载：ud = –u2，id = Id
o
ωt
• 变压器：i1 = –nId
αθ i1
• 电 感：电感放电，感应电压为负
o
ωt
uVT1
• 晶闸管：uVT1 = 2u2，iVT1 = 0
o
ωt
• 晶闸管：uVT2 = 0，iVT2 = Id
12:18
第3章 整流电路
3
3.1.3 单相全波可控整流电路
带阻性负载时的工作情况
电路分析：寻找α = 0的位置
• VT1和VT2都不导通：VT1承受电压u2，VT2承受电压–u2
• VT1导通，VT2承受反压–2u2 • VT2导通，VT1承受反压2u2 • VT1和VT2同时导通？
u2
o
ωt
12:18
第3章 整流电路
18
思考题
计算题
如图所示，单相全波半控整流电路，变压器二次侧电压有效值U2
• 画出ud、i1和VT1的工作波形
• 求Ud、Id和α关系
u2
• 求晶闸管的移相范围 • 求晶闸管的额定电压和额定电流
o
ωt1 π
2π
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α
ug
o
ωt
ud
i1 T
VT1
o
ωt
*
* u2
ωt1 π
2π
ωt
ug
– VT2阻断，承受正向电压–2u2
o ud
ωt
• 负 载：ud = u2，id = Id • 变压器：i1 = nId
o
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电阻性负载波形分析
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电阻性负载波形分析
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电阻性负载波形分析
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电感性负载波形分析
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ud VT1
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单相全波可控整流电路
.
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晶闸管主电路
1 电路结构特点 2 电阻性负载分析 3 电感性负载分析 4 电感性负载并接续流二极管分析
.
2
电路结构特点
它相当于两组半波电路的并联，但电源电压相位差180°。
门极触发信号相位保持180°相差。
VT1
TR u2 u1
,
u2 VT2
TR
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TR
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3
电阻性负载波形分析
24
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电阻性负载波形分析
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各电量的计算
Ud= 0.9u2（1+cosα ）/2 uTM =1.414u2 0≤α ≤π
.
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电感性负载波形分析
Ud = 0.9u2cosα uTM =1.414u2 0≤α ≤π/2
.
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电感性负载并接续流二极管分析
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TR
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ud
Ld Rd 0 ωt1 ωt2 ωt3 ωt4 ωt
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各电量的计算
Ud = 0.9u2（1+cosα ）/2 uTM =1.414u2 0≤α ≤π
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谢谢观赏
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电感性负载波形分析
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电感性负载波形分析
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各电量的计算