整流电路
电力电子技术课件-第3章 整流电路
Rid
2U2 sinwt
(3-2)
b)
图3-3 b) VT处于导通状态
在VT导通时刻，有wt=a，id=0，这是式（3-2）的初 始条件。求解式（3-2）并将初始条件代入可得
id
2U 2
sin(a
R (wta )
)e wL
Z
2U2 sin(wt ) (3-3)
Z
式中，Z
R2
(wL)2，
u
d
变且波形近似为一条水平线。
O i
d
iO
VT 1,4
I
d
wt
☞u2过零变负时，由于电感
I
d
的作用VT1、VT4仍有电流id，并
w t 不关断。
i
O
VT
2,3
I
d
wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和
O i
2
I
d
w t VT3，VT2和VT3导通，VT1和
O
I
u
d
VT 1,4
w t VT4承受反压关断，流过VT1和
二. 阻感负载
3、基本数量关系
√流过晶闸管的电流平均值IdT和有效值IT分别为：
I dT
p a 2p
Id
(3-5)
IT
1
2p
p a
I
2 d
d
(wt
)
p a 2p
Id
(3-6)
√续流二极管的电流平均p 值 aIdDR和有效值IDR分别为
I dDR 2p I d
(3-7)
I DR
1
2p
2p a p
pa R
R
1 sin 2a p a
电力电子技术整流电路.
cos 2 60 1 0.21 0.45 220
U d 60V
78o
U 2 220 V
180o 78o 102o
U U2
1 sin 2 123.4V 4 2
③
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。
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VD3续流。
在u2负半周触发角a时刻触发VT2，VT2导通，u2经VT2和VD3向 负载供电。 u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT2和VD4续流，ud又为 零。
④
失控现象及解决办法
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ud成为正
弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。 为避免这种情况的发生，可在负载侧并联一个续流二极管，感应 电势经续流二极管续流，而不再经过VT1和VD3，这样就可以使VT1 恢复阻断能力，
1 cos( ) 2
O ud
wt wt wt
Id Id
输出平均电流Id为：
Id Ud R
I d
O id i VTO i VD1 i VTO i VD 2 i VDO
3 R 4
Id Id
wt
晶闸管和续流二极管的平均电流分别为：
I VT
wt
Id
Id 2
R
w t1
w t
I. 感性负载加上续流二极管后 其输出平均电压Ud的波形与 阻性负载相同；
w t
Id
w t
整流电路大全
整流电路大全9.3.7 正、负极性全波整流电路及故障处理如图9-24所示是能够输出正、负极性单向脉动直流电压的全波整流电路。
电路中的T1是电源变压器，它的次级线圈有一个中心抽头，抽头接地。
电路由两组全波整流电路构成，VD2和VD4构成一组正极性全波整流电路，VD1和VD3构成另一组负极性全波整流电路，两组全波整流电路共用次级线圈。
图9-24 输出正、负极性直流电压的全波整流电路1．电路分析方法关于正、负极性全波整流电路分析方法说明下列2点：（1）在确定了电路结构之后，电路分析方法和普通的全波整流电路一样，只是需要分别分析两组不同极性全波整流电路，如果已经掌握了全波整流电路的工作原理，则只需要确定两组全波整流电路的组成，而不必具体分析电路。
（2）确定整流电路输出电压极性的方法是：两二极管负极相连的是正极性输出端（VD2和VD4连接端），两二极管正极相连的是负极性输出端（VD1和VD3连接端）。
2．电路工作原理分析如表9-28所示是这一正、负极性全波整流电路的工作原理解说。
表9-28 正、负极性全波整流电路的工作原理解说3．故障检测方法关于这一电路的故障检测方法说明下列几点：（1）如果正极性和负极性直流输出电压都不正常时，可以不必检查整流二极管，而是检测电源变压器，因为几只整流二极管同时出现相同故障的可能性较小。
（2）对于某一组整流电路出现故障时，可按前面介绍的故障检测方法进行检查。
这一电路中整流二极管中的二极管VD1和VD3、VD2和VD4是直流电路并联的，进行在路检测时会相互影响，所以准确的检测应该将二极管脱开电路。
4．电路故障分析如表9-29所示是正、负极性全波整流电路的故障分析。
表9-29 正、负极性全波整流电路的故障分析9.3.8 正极性桥式整流电路及故障处理桥式整流电路是电源电路中应用量最大的一种整流电路。
如图9-25所示是典型的正极性桥式整流电路，VD1～VD4是一组整流二极管，T1是电源变压器。
整流电路的原理
整流电路的原理整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。
在现代的电子设备中，由于需要使用直流电，因此整流电路的应用很广泛。
本文将介绍整流电路的原理。
一、整流电路基本构成整流电路通常由四个基本元件组成：变压器、二极管、滤波电容器和负载。
变压器是将交流电转换为所需电压的必要元件，它可以将高压低流量的交流电转换成低压大流量的交流电。
二极管是整流电路中最重要的元件，它可以使电流单向流动。
二极管只有在正向电压作用下才能导电，在反向电压作用下则会发生击穿而烧坏。
滤波电容器可以减小电压的波动，使输出电压更加稳定，并滤掉电路中的高频噪声。
负载是整流电路的最后一个元素，它能够消耗电路输出的电能。
二、整流电路工作原理整流电路的工作原理非常简单，它通过二极管只允许正半周电压通过的特性，将输入的交流电转换为单向的脉冲电压，然后再通过滤波电容器将电压波动降低，从而得到更加稳定的直流电。
如果将一个桥式整流电路连接到高压交流电源上，输入电压的正半周电流将通过一组二极管，而负半周电流则通过另一组二极管，最后输出的电压将近似于直流电压。
这种转换原始的交流电为直流电的过程称为整流。
三、整流电路的分类1. 单相半波整流电路单相半波整流电路如图1所示，它只有一个二极管，用于将交流电转换为单向的电流。
由于只有一半的电压被利用，因此它的效率较低。
图1 单相半波整流电路2. 单相全波整流电路单相全波整流电路如图2所示，它包括四个二极管，在每个半周期内都会采用负载电压输出。
这种电路比半波整流电路更加有效，因为负载电压的峰值会比半波整流电路的峰值高一倍。
图2 单相全波整流电路3. 三相桥式整流电路三相桥式整流电路如图3所示，它包括六个二极管，是一种经常用于高功率应用中的电路。
图3 三相桥式整流电路四、整流电路的应用整流电路广泛应用于电子设备中，例如手机充电器、数码相机、电动车充电器等。
在交流电网中，整流电路也被用于变压器、电机驱动器、大型电容器充电器以及其他类似的设备中。
整流电路PPT课件
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o(s 3-1)
直流输出电压平均值为：
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o(s 3-1)
ug
0
ud
0
uVT
0
VT
uVT u d
2
分析时认为晶闸管为理想器件。
id
晶闸管开通关断条件。
R
T为整流变压器，其二次电压为：
u2 2U2si nt
t
① 在电源的正半周，晶闸管VT t ② 承受正向电压。在被触发导通
③ 前，晶闸管处于正向阻断状态， t ④ 电源电压全部加在晶闸管上，
⑤ 负载上的电压为零，流过负载 ⑥ 的电流也为零。
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早 的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直 流用电设备。
0
u VT 1, 4
0
i2
0
当电源电压下降至零时，负 载电流id也降至零，VT1、 t VT4自然关断。
在电源电压的正半周，晶闸 t 管VT2、VT3始终承受反向电
压而处于截止状态。
t
图3-5 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形
ud id
0
u VT 1, 4
③ 在u2的负半周，b点电位高于
整流、滤波、稳流、稳压电路工作原理;
一、整流电路的工作原理整流电路是将交流电信号转换成直流电信号的电路。
其工作原理主要通过二极管的导通和截止来实现。
在正半周的电压周期内，二极管处于导通状态，电流可以顺利通过；而在负半周的电压周期内，二极管处于截止状态，电流无法通过。
这样，交流电信号经过整流电路后，就可以转化为直流电信号输出。
二、滤波电路的工作原理滤波电路是用来去除整流后直流电信号中的脉动成分，使得输出的电压更加平稳。
其主要原理是通过电容器的充放电来吸收和释放交流电信号中的高频脉动成分。
在充电时，电容器可以吸收一部分脉动成分；在放电时，电容器则会释放出积累的电荷，从而使输出的电压更加稳定。
三、稳流电路的工作原理稳流电路是为了在负载变化时，仍然能够保持输出电流恒定的电路。
其原理是通过负反馈控制电路的工作点，使得在负载变化时，电路可以自动调整输出电流，从而避免因负载变化而导致的输出电流波动。
四、稳压电路的工作原理稳压电路是为了在输入电压波动时，能够保持输出电压恒定的电路。
其工作原理主要包括串联稳压和并联稳压两种方式。
串联稳压是通过调整输出电压与输入电压之间的电压差，以维持输出电压稳定；而并联稳压则是通过电容器和电感器等元件来减小输入电压的波动，从而实现输出电压的稳定。
五、结论整流、滤波、稳流、稳压电路是电子电路中常见的几种基本电路，它们通过不同的原理和组合方式，可以实现对交流电信号的转换和处理，从而得到稳定的直流电信号输出。
在实际应用中，这些电路通常会被应用于各种电子设备和电源系统中，起到了至关重要的作用。
对这些电路的工作原理有深入的了解，对于电子工程领域的从业者来说，是非常重要的。
六、整流、滤波、稳流、稳压电路在电子设备中的应用上文我们已经介绍了整流、滤波、稳流、稳压电路的工作原理，接下来我们将重点谈谈这些电路在电子设备中的应用。
1. 整流电路的应用整流电路是将交流电信号转换成直流电信号的关键电路之一，广泛应用于各种电源设备和电子设备中。
第二章整流电路
第2章整流电路1、单相桥式全控整流电路，U2＝100V，负载中R＝2Ω，L值极大，当α＝30°时，要求：①作出u d、i d、和i2的波形；②求整流输出平均电压U d、电流I d，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
2、单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当=30︒时，要求：①作出u d、i d和i2的波形；②求整流输出平均电压U d、电流I d，变压器二次侧电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
3、三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当=60︒时，要求：①画出u d、i d和i VT1的波形；②计算U d、I d、I dT和I VT。
4、单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，L B=0.5mH，当=60︒时求U d、I d与的数值，并画出整流电压u d的波形。
5、三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞，L B=1mH，求当=30︒时、E=50V时U d、I d、的值并作出u d与i VT1和i VT2的波形。
6、三相桥式不可控整流电路，阻感负载，R=5Ω，L=∞，U2=220V，X B=0.3Ω，求U d、I d、I VD、I2和的值并作出u d、i VD和i2的波形。
7、三相全控桥，反电动势阻感负载，E=200V，R=1Ω，L=∞，U2=220V，=60︒，当①L B=0和②L B=1mH情况下分别求U d、I d的值，后者还应求并分别作出u d与i T的波形。
8、单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？9、三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？…10、12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和交流输入电流中各含哪些次数的谐波？11、使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？12、什么是逆变失败？如何防止逆变失败？13、单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？。
课件4----整流电路
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3．图解单相桥式整流电路
电 路 名 称
单相桥式整 流电路
电路原理图
波 形 图
单相桥式整流电路的变压器次级绕组不用设中心抽头，但要 用四只整流二极管。从整流电路的输出电压波形中可以看出，通 过桥式整流电路，可以将交流电压转换成单向脉动性的直流电压 ，这一电路作用同全波整流电路一样，也是将交流电压的负半周 转到正半周来。
工作原理
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图1-2-7 单相桥式整流电路波形图
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课题2
整流电路的应用
图1-2-8 单相桥式整流电路的电流通路
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(2）负载RL上直流电压和电流的计算
在单相桥式整流电路中，交流电在一个周期内的两个半波都有 同方向的电流流过负载，因此在同样的U2时，该电路输出的电流和电 压均比半波整流大一倍。 输出电压为：UL≈0.9U2 依据负载RL上的电压UL求得整流变压器副边电压：
流过负载RL的直流电流平均值：
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(3）整流二极管上的电流和最大反向电压
在桥式整流电路中，由于每只二极管只有半周是导 通的，所以流过每只二极管的平均电流只有负载电流的一 半，即
在单相桥式整流电路中，每只二极管承受的最大反向电 压也是u2的峰值，即
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第五章－整流、滤波和稳压电路
第一节整流电路
电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。
整流，就是把交流电变为直流电的过程。
利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。
下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路
图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由
电源变压器B、整流二极管D和负载电阻
R fz，组成。
变压器把市电电压（多
为220伏）变换为所需要的交变电
压e2 ，D再把交流电变换为脉动
直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2 ，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。
在0～K时间内，e2 为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2 通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右
向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压U sc 。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压U sc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
二、全波整流电路
如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b，构成e2a、D1、R fz与e2b、D2、R fz，两个通电回路。
全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波
形图说明。
在0～π间内，e2a对Dl为正向电压，
D1导通，在R fz上得到上正下负的电压；e2b对
D2为反向电压，D2不导通（见图5-4（b）。
在π
-2π时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在
R fz上得到的仍然是上正下负的电压；e2a对D1
为反向电压，D1不导通（见图5-4（C）。
全波
整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说
明。
在0～π间内，e2a对Dl为正向电压，D1导
通，在R fz上得到上正下负的电压；e2b对D2为反向电压，D2不导通（见图5-4（b）。
在π-2π时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在R fz上得到的仍然是上正下负的电压；e2a对D1为反向电压，D1不导通（见图5-4（C）。
如此反复，由于两个整流元件D1、D2轮流导电，结果负载电阻R fz上在正、负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图5-4（b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（U sc ＝0.9e2，比
半波整流时大一倍）。
图5-3所示的全波整滤电路，需要变压器
有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作
上带来很多的麻烦。
另外，这种电路中，每只
整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次
级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电
压的二极管。
图5-5（a ）为桥式整流电路图，（b）图为
其简化画法。
三、桥式整流电路
桥式整流电路是使用最多的一种整流电
路。
这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下：e2 为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成e2 、Dl、R fz、D3通电回路，在R fz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2 为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导
通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截
止。
电路中构成e2 、D2R fz、D4通
电回路，同样在R fz上形成上正下负的
另外半波的整流电压。
上述工作状态分别如图5-6（A）（B）
所示。
如此重复下去，结果在R fz，上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，
桥式电路中每只二极管承受的反向电压等
于变压器次级电压的最大值，比全波整洗
电路小一半！
四、整流元件的选择和运用
需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。
如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。
表5-1 所列参数可供选择二极管时参考。
"另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。
图5-7 示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。
总之，有几只二极管并联，"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。
但是，在实际并联运用时"，由于各二极管特性不
完全一致，不能均分所通过的电
流，会使有的管子困负担过重而
烧毁。
因此需在每只二极管上串
联一只阻值相同的小电阻器，使
各并联二极管流过的电流接近
一致。
这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。
电流越大，R应选得越小。
图5-8示出了二极管串
联的情况。
显然在理想条件
下，有几只管子串联，每只
管子承受的反向电压就应等
于总电压的几分之一。
但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。
在二极管上并联的电阻R，可以使电压分配均匀。
均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器，各个电阻器的阻值要相等。