8单相半控桥式整流电路
单相半波整流电路和单相桥式整流电路
单相半波整流电路和单相桥式整流电路是两种常见的单相交流到直流的整流电路。
1. 单相半波整流电路：
单相半波整流电路是一种简单的整流电路，适用于小功率应用。
它由一个二极管和负载组成，二极管用于将输入的交流电信号转换为单向的脉冲电流。
在每个半个周期中，只有一个半波被整流，另一个半波被阻断。
因此，输出的直流电流是存在间断的脉冲性质。
这种电路的缺点是输出的直流电压有较大的脉动，因为在每个半周期中只有一半时间是有效的。
2. 单相桥式整流电路：
单相桥式整流电路是一种更常用的整流电路，适用于较高功率的应用。
它由四个二极管和负载组成，可以将输入的交流电信号转换为稳定的直流电流。
在每个半个周期中，交流电源的两个极性都能够提供电流给负载。
通过适当的二极管导通和截止控制，可以实现交流信号的无间断整流。
因此，输出的直流电流相对更稳定，脉动较小。
这种电路的优点是输出的直流电压质量较好，适用于对电压稳定性要求较高的应用。
需要注意的是，整流电路中的二极管需要选择适当的额定电压和电流来匹配所需的电流和电压要求。
此外，为了进一步减小输出直流电压的脉动，还可以添加滤波电容器来平滑输出波形。
在实际应用中，还可能涉及到过流保护、温度保护等其他电路设计考虑因素。
以上是对单相半波整流电路和单相桥式整流电路的简要介绍，具体的电路参数设计和分析需要根据具体应用和要求进行进一步的研究和计算。
单相半控桥式整流电路设计
摘要随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定。
整流的基础是整流电路。
由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。
整流电路的应用十分广泛。
广泛的应用于直流电动机、电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源灯。
本设计研究了单相半控桥式整流电路，对整流电路的原理及特点进行了分析，对整流元件进行了参数计算并选择出了合适的器件。
本设计选择KJ004集成触发器做为晶闸管的触发电路，详细的介绍了KJ004的工作原理。
本设计还设计了合理的保护电路。
最后利用simulink搭建仿真模型。
关键词：半控整流，驱动电路，保护电路，simulink仿真单相半控桥式整流电路设计1 主电路的设计1.1设计目的(1)、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。
(2)、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。
(3)、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。
1.2整流电路的选择整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
20世纪70年代以后，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。
单相半波桥式整流电路
-
u
2
电阻负载的特点：电压与电流成正比, b)
0
wt 1
p
2pLeabharlann wt两者波形相同。
u
g
c)
★ 两个重要的基本概念：
0
wt
u
d
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向 d)
0a
q
wt
阳极电压起到施加触发脉冲止的电角
u
VT
度,用a表示,也称触发角或控制角。 e)
0
wt
导通角：晶闸管在一个电源周期中处
于通态的电角度，用θ 表示 。
2)带阻感负载的工作情况
电感性负载更为多见，如电机
及励磁绕组等。 阻感负载的特点：电感对电流 变化有抗拒作用，使得流过电 感的电流不发生突变。
u2
b)
0
wt1
p
ug
c) 0
ud
d) 0a id
e) 0
u VT
+ q
f) 0
2p
wt
wt +
wt
wt
wt
图2-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形
5
单相半波可控整流电路
p
2p
wt
变但瞬时值变化的脉动直流，其
u
g
波形只在u2正半周出现，故称 c) 0
wt
“半波”整流。
u
d
基本数量关系
d)
0a
q
wt
Ud
1
2p
p a
2U2 sin wtd (wt)
u
VT
e) 0
wt
0.45U
2
1
cos 2
单相半控桥式整流电路
➢ 负载输出电压的平均值为
VT1 VT2
u1
u2
Rd
VD3 VD
4
ud
ωt ug
i2
ωt
ωt
阻感性负载单相桥式半控整流电路
假设负载中电感很大 工作原理－无触发〔0，α〕
u2
T i2
VT1 VT2
＋
u1
u2
－
VD3 VD4
id L ud R
Thank you! Bye
单相可控整流电路的分析方法
• 1.可假设第一个触发脉冲前管子均关断。 • 2.确定触发脉冲时相应的SCR A-K两端电压是否正
偏，若是则导通； • 3.电压过零点时注意负载性质（阻性则电流同时
过零SCR关断；大电感性则电流量连续可继续导通 到另一组SCR触发导通时换相）。 • 4.负载端带续流二极管情况：输出电压不可能小 于零。
0α π
2π ωt
阻感性负载单相桥式半控整流电路
工作原理－有触发〔π ＋α，2 π 〕
T i2
VT1 VT2
－
u1
u2
u2
＋
VHale Waihona Puke 3 VD4id L ud R
0α π ud
0α π id
0α π i2
2π ωt
• ωt= π+ α 时，给VT2加触发信号：
2π
ωt
• •
VT2、VD3导通 iVT2 = iVD3 = id =- i2
阻感性负载单相桥式半控整流电路
u2
O ud u
u1
wt
T i2 u2
VT1
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。
电力电子习题
电力电子习题一选择题1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差度。
A、180°，B、60°，c、360°，D、120°2、α为度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。
A，0度，B，60度，C，30度，D，120度，3、晶闸管触发电路中，若改变的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。
A、同步电压，B、控制电压，C、脉冲变压器变比。
4、可实现有源逆变的电路为。
A、三相半波可控整流电路，B、三相半控桥整流桥电路，C、单相全控桥接续流二极管电路，D、单相半控桥整流电路。
5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理。
A、30o-35o，B、10o-15o，C、0o-10o，D、0o。
6晶闸管内部有（）PN结。
A 一个，B 二个，C 三个，D 四个7单结晶体管内部有（）个PN结。
A 一个，B 二个，C 三个，D 四个8晶闸管可控整流电路中的控制角α减小，则输出的电压平均值会（）。
A 不变，B 增大，C 减小。
9单相半波可控整流电路输出直流电压的平均值等于整流前交流电压的（）倍。
A 1，B ，C ，D .10单相桥式可控整流电路输出直流电压的平均值等于整流前交流电压的（）倍。
A 1，B ，C ，D .11为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作，应在电路中接入（）。
A 三极管，B 续流二极管，C 保险丝。
12晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于（）负载。
A 电阻性，B 电感性，C 反电动势。
13直流电动机由晶闸管供电与由直流发电机供电相比较，其机械特性（）。
A 一样，B 要硬一些，C 要软一些。
14带平衡电抗器的双反星型可控整流电路适用于（）负载。
A 大电流，B 高电压，C 电动机。
15晶闸管在电路中的门极正向偏压（）愈好。
A 愈大，B 愈小，C 不变16晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（）。
现代电力电子技术(客观题)
一、单项选择题(只有一个选项正确，共 10 道小题)
1. 电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为 U2，当控制角α =0°
时，整流输出电压平均值等于（
）
(A) 1.41U2
(B) 2.18U2 (C) 1.73U2 (D) 1.17U2 你选择的答案： D [正确] 正确答案：D 解答参考：
《现代电力电子技术》第一次作业（客观题）
一、单项选择题(只有一个选项正确，共 10 道小题)
1. 在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是
(
)
(A) 干扰信号
(B) 触发电压信号
(C) 触发电流信号
(D) 干扰信号和触发信号
你选择的答案： A [正确]Biblioteka 正确答案：A解答参考：
2. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工
另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端并联
一个（
）
(A) 电容
(B) 电感 (C) 电阻 (D) 二极管
你选择的答案： D [正确] 正确答案：D
解答参考：
8. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α 的移相范围是(
)
(A) 0°～90° (B) 0°～180° (C) 90°～180° (D) 180°～360°
2. 对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ 与哪几个参数有关(
)
(A) α 、负载电流 Id 以及变压器漏抗 XC (B) α 以及负载电流 Id (C) α 和 U2 (D) α 、U2 以及变压器漏抗 XC
你选择的答案： A [正确] 正确答案：A 解答参考：
3. 三相半波可控整流电路的自然换相点是(
单相半控桥式晶闸管整流电路的设计(带续流二极管)(阻感负载)
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（阻感负载）初始条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~180º要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，并给出仿真波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；5、通过答辩。
时间安排：2012.12.24-12.29指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要单向桥式半控整流电路实际上是由单相桥式全控电路简化而来的。
在单相桥式全控整流电路中，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路。
但实际上为了对每个导电回路进行控制，只需要一个晶闸管就行了，另一个晶闸管可以用二级管代替，从而得到单向半控桥式整流电路。
除了用二极管代替晶闸管以外，该电路在实际应用中需加设续流二极管R VD ，以避免可能发生的失控现象。
实际运行中，若无续流二极管，则当 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d u 成为正弦半波，即半周期d u 为正弦，另外半周期d u 为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，称为失控。
有续流二极管R VD 时，续流过程由R VD 完成，在续流阶段晶闸管关断，这就避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。
总的来说，单相桥式半控整流电路具有电路简单、调整方便、使用元件少等优点，而且不会导致失控显现，续流期间导电回路中只有一个管压降，少了一个管压降，有利于降低损耗。
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16
各电量的计算
Ud = 0.9u2（1+cosα ）/2
uTM =1.414u2 0≤α ≤π
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17
电感性负载波形分析
ωt1~ωt2区间
ud VT2
VT1
+ VD2
0 ωt1 Rd VD1
ωt2
ωt
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18
电感性负载波形分析
ωt1~ωt2区间
5/9/2013 2013-5-9
23
电感性负载波形分析
ωt0~ωt1区间
ud
+ -
VT1
VT2
ωt3 ωt
0 ωt1 Rd VD2 VD1
ωt2
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24
电感性负载波形分析
ωt0~ωt1区间
ud VT1
+ VD2
VT2 ωt3 ωt
0 ωt1 Rd
ωt2
VD1
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晶闸管只承受正压而不承受反压,最 小值是0；
二极管只承受反压而不承受正压,最大值是0。
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8
电阻性负载波形分析
ωt0~ωt1区间
ud
+
u2
VT1
VT2 Rd
0 ωt1
ωt
VD2 VD1
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9
电阻性负载波形分析
ωt0~ωt1区间
ud
+
u2
VT1
VT2 Rd 0 ωt1 ωt
0
uT1 VT1 u2 VT2 0 Rd uD1 VD2 VD1 0
π
2π
ωt
π
2π
ωt
π
2π
ωt
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4
在无触发信号时电路分析
u2
0~π 区间
0 uT1 VT1 u2 VT2 0 Rd
π
2π ωt
π
2π
ωt
uD1
VD2 VD1 0
π
2π
ωt
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5
在无触发信号时电路分析
π ~2π 区间
u2
0 VT1 u2 VT2 Rd VD2 VD1 uT1
π
2π ωt
0
π
2π
ωt
uD1
2π ωt
0
π
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6
在无触发信号时电路分析
π ~2π 区间
u2
0 VT1 u2 uT1 VT2 Rd VD2 VD1 0
π
2π ωt
π
2π
ωt
uD1
2π ωt
0
π
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7
在无触发信号时电路分析
VD2 VD1
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10
电阻性负载波形分析
ωt1~ωt2区间
ud
+
u2
VT1
VT2 Rd 0 ωt1 ωt2 ωt
VD2 VD1
5/9/2013 2013-5-9
11
电阻性负载波形分析
ωt1~ωt2区间
ud
+
u2
VT1
VT2 Rd 0 ωt1 ωt2 ωt
VD2 VD1
ud
VT1
+
VD2
VT2
0 ωt1 Rd VD1
ωt2
ωt
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19
电感性负载波形分析
ωt2~ωt3区间
ud
+
VT1
VT2 ωt3
0 ωt1 ωt2 ωt
Rd VD2 VD1
5/9/2013 2013-5-9
20
电感性负载波形分析
ωt2~ωt3区间
ud
+
VT1
VT2
ωt3 ωt2 ωt
25
各电量的计算
Ud = 0.9u2（1+cosα ）/2
uTM =1.414u2 0≤α ≤π
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26
失控现象
续流
VT1 u2 VT2 Ld
Rd
VD2 VD1
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27
失控现象
ud
0 id
ωt
0 续流 整流
续流
ωt 整流 续流 整流
VT2
0 ωt1
Rd VD2 VD1
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21
电感性负载波形分析
ωt3~ωt4区间
ud
+
VT1
VT2
ωt3 0 ωt1 ωt2 ωt4 ωt
Rd VD2 VD1
5/9/2013 2013-5-9
22
电感性负载波形分析
ωt3~ωt4区间
ud VT1
+
VD2
VT2 ωt3 0 ωt1 Rd VD1 ωt2 ωt4 ωt
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12
电阻性负载波形分析
ωt2~ωt3区间
ud
VT1
VT2
Rd
u2
+
VD2 VD1
0 ωt1
ωt3 ωt2
ωt
5/9/2013 2013-5-9
13
电阻性负载波形分析
ωt2~ωt3区间
ud
u2
VT1
VT2 ωt3 Rd 0 ωt1 ωt2 ωt
+
VD2 VD1
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续流
整流
VT1
续流
导 VT2 VT1 通 VD1 管
VD2 电路正常
VD1
VD2
VD1 电路失控 28
VD2
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防止失控
VT1
+
VD
Ld
Rd
VD2 VD1
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29
防止失控
VT1
+
VD
Ld
Rd VD2 VD1
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单相半控桥式整流电路
晶闸管主电路
1 2
电路结构特点 电阻性负载分析 电感性负载分析 失控现象
3
4
电路结构特点
晶闸管VT1、VT2共阴极接法，二极管VD1、VD2共阳极接 法。脉冲相位间隔180°。
VT1
VT2
u2 ud VD2 VD1
Rdቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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3
在无触发信号时电路分析
u2
0~π 区间
14
电阻性负载波形分析
ωt3~ωt4区间
ud
u2
VT1
VT2 ωt3 Rd 0 ωt1 ωt2 ωt
+
VD2 VD1
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电阻性负载波形分析
ωt3~ωt4区间
ud VT1 VT2 ωt3 Rd VD2 VD1 0 ωt1 ωt2 ωt
u2
+
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