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
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。
单相桥式整流原理
单相桥式整流原理单相桥式整流是一种常用的电路结构，它可以将交流电流转换为单相直流电流，并具有很高的效率。
本文旨在详细介绍单相桥式整流的原理。
单相桥式整流电路基于桥式结构，包括四个开关，分别为正对开关S1、S2和负对开关S3、S4。
桥式结构的电路配置方式是，正负对开关的一端接上交流电源，另一端接上静止模式，其中正对开关S1和S2会受到交流电源的控制，而负对开关S3和S4控制推拉变换，作为两个交流电源之间壁障，以阻止正负电流通过电路，使其可以接收合道电源，并将其转换为单相直流电源。
单相桥式整流电路的工作原理可以归结为三个步骤：（1）正负对开关在经历推拉状态变化时，两个交流电源之间的桥墩交叉耦合通过正负电流，通过四个开关，建立桥接关系。
与此同时，利用两个交流电源之间的电压差，使大电路中的交流电流转换为直流电流。
（2）由上述四个开关完成交流电源到直流电源的转换，电流从正向运行到负向运行，再从负向运行到正向运行。
（3）最后，电流从正向运行到负向运行，通过两个开关的控制，将单相直流电流输出到负载端。
要正常使用桥式整流电路，必须调整正负对开关的开关角度，使其保持在一定的时间内稳定的状态，以保证整流的有序进行。
此外，在单相桥式整流电路中，由于开关的控制精度和变化速度影响，会出现零序电流。
单相桥式整流电路以其结构简单，工作效率高，控制精度高等特点，已被广泛地应用于家用电器，照明，计算机等电子设备中。
尽管它具有许多优点，但仍存在一些问题。
例如，它有一定效率低下的缺点，也有可能引起热效应。
总之，单相桥式整流作为一种高效率的电路结构，具有高效率，结构简单，控制精度高等优点，已被广泛应用于电子设备中，但需要注意其存在的缺点，以保证它的安全使用。
(完整版)单相桥式整流电路
复习：
你知道吗？我们现在用的电源是什么电源？
什么是交流电？
➢大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压——交流 电流或交流电压——统称为交流电。
➢最常用的是交流电：大小和方向都随时间按正弦规律变 化。——正弦交流电。
实际电子电路需要的是直流电流。
整流电路 所以就需要把交流电变换成直流电流——
。
第三节 整流电路
➢整流——将交流电流变换成单向脉动电流的过程 ➢整流电路——实现这种功能的电路
利用二极管的单向导电特性可实现单相整流和三相整流。 单相整流电路多用于小容量（200W以下）整流装置中，三相整流 电路在大容量整流装置中
二极管可以看成是理想开关：当二极管导通时相当于开关闭合，截
止时相当于开关断开。也就是说我们在分析电路时可以忽略二极管正 向导通电阻。
4、单相半波整流电路的二极管的选用
（1）最大整流电流： IFM IL
（2）最高反向工作电压：VRM 2V2
二、单相桥式全波 整流电路
单相桥式全波整流电路
整流的目的：变交流电为脉动的直流电
复习：单相半波整流电路
半波整流电路优点电路简单，使用元件 少，缺点是输出电压波动大，效率低。
二、单相桥式全波整流电路
一、单相半波整流电路 1．电路组成
2．工作原理
第三节 整流电路
变压器、 二极管和 用电器（负载电阻）
正半周时，设A为“+”， B为“-”V处于导通有 电流流过负载。如果忽 略二极管的正向压降， 此时负载上的电压vL=v2。
2．工作原理
第三节 整流电路
负半周时，A为负，B 为正，V处于截止。忽 略二极管的漏电流， 此期间无电流流过负 载RL，此期间负载上 的电压vL=0。
2.1.4_单相桥式全控整流电路(电阻性负载)解析
4）输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2 输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2相同为
U U2 I I2 R R
1 π sin 2 2π π
4.3.2单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
1、电路结构
电感的感应电势使输出电压波形出现负波。输出电流是近似 平直的，晶闸管和变压器副边的电流为矩形波。
ud Ud
0
t1
t 2
t
iT1,4
id
Tr
iT2,3
0
Id
t
Id
i2 u2
VT1 a
VT3
L
0 u T1
t
u1
ud
b
VT2 VT4
0
R
u 2 (i2 )
t
u2 i2
Id
(a)
0
t
图4-4
(b)
2、工作原理
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，
3、波形
300
图4-2
600
900
1200
图4-3
1500
单相桥式整流器电阻性负载时的移相范围是 0～180º 。 α=0º 时，输出电压最高；α=180º 时，输出电压最小。
4. 基本数量关系 1）输出电压平均值Ud
1 Ud π
2U 2 sin tdt
4.3.1 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）
1、电路结构 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。
ud (id )
Ud
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
11
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
◆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
电力电子单相桥式全控整流电路
目录第1章绪论 (1)1.1 什么是整流电路 (1)1.2 整流电路的发展与应用 (1)1.3 本设计的简介 (1)第二章总体设计方案介绍 (2)2.1总的设计方案 (2)2.2 单相桥式全控整流电路主电路设计 (3)2.3保护电路的设计 (5)2.4触发电路的设计 (9)第三章整流电路的参数计算与元件选取 (12)3.1 整流电路参数计算 (12)3.2 元件选取 (13)第四章设计总结 (15)4.1设计总结 (15)第五章心得体会 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）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。
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。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
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。
可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路.1.2 整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶闸管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。
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第三节 整流电路
UL 0.45U 2
② 流过负载的直流电流是：
UL U2 IL 0.45 RL RL
③ 流过二极管的正向电流和流过负载的电流相等。即： IV ④ 二极管截止时，它承受的反向峰值电压是：
IL
VRM 2U 2 1.4 2 U
所以正确选用二极管，必须满足：
最大整流电流：
单相桥式全波整流电路
课后练习
（1）画出单相桥式全波整流电路图。 （2）同学之间相互讲解整流过程。
4、单相半波整流电路的二极管的选用
二、单相桥式全波 整流电路
单相桥式全波整流电路
整流的目的：变交流电为脉动的直流电
复习：单相半波整流电路
半波整流电路优点电路简单，使用元件 少，缺点是输出电压波动大，效率低。
二、单相桥式全波整流电路
本节重点
（1）会画单相桥式全波整流电路 （2）理解单相桥式整流电路的工作原理
电路图
U2
UL
变压器、4只整流二极管、负载
工作过程
U2正半周时，a端正，b 端负，电流由a经VD1、RL、 VD3到b，因二极管正向压降 很小，负载电压uL≈u2。
U2负半周时， a端负，b端正，电流由b经VD2、RL、 VD4到a，因二极管正向压降很小，负载电压uL≈u2。
负载上的直流电压和电流
单相桥式全波整流电路
例题 有一个直流负载，它的额定电压是15V，额 定电流是1A。若用单相桥式全波整流电路供电， 求变压器的二次电压应为多少？
单相桥式全波整流电路
解：根据题意可知：负载电压：UL=15V； 负载电流：IL=1A。 可求得变压器二次侧电压：
UL 15V U2 16 .7V 0.9 0.9
第三节
单相整流、滤波电路
复习：
你知道吗？我们现在用的电源是什么电源？
什么是交流电？
大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压——交流 电流或交流电压——统称为交流电。 最常用的是交流电：大小和方向都随时间按正弦规律变 化。——正弦交流电。 实际电子电路需要的是直流电流。 所以就需要把交流电变换成直流电流——
第三节 整流电路
（1）无论是正半波还是负半周流过负载的电流的方向是不变 的——整流； （2）电流的方向不变但是大小还要随时间周期性变化——脉 动直流电。
3、单相半波整流电路的输出电压和电流
（1）输出电压：VL 0.45V2 （2）输出电流：I L
VL 0.45V2 RL RL
（1）最大整流电流： I FM I L V （2）最高反向工作电压： RM 2V2
由此可见，在输入电压v2变化一个周期 内，二极管就象一个自动开关，v2为正 半周——开关接通；v2为负半周——开 关断开。因此，负载RL上得到的是方向 不变、大小变化的脉动直流电压vL。
在输入电压为单相正弦波时，负载RL上 得到的只有正弦波的半个波，故称为单 相半波整流电路。
3．负载上的直流电压和电流 ① 负载上的直流电VL （割补法）整流电路。
第三节 整流电路
整流——将交流电流变换成单向脉动电流的过程 整流电路——实现这种功能的电路
利用二极管的单向导电特性可实现单相整流和三相整流。
单相整流电路多用于小容量（200W以下）整流装置中，三相整流 电路在大容量整流装置中 二极管可以看成是理想开关：当二极管导通时相当于开关闭合，截 止时相当于开关断开。也就是说我们在分析电路时可以忽略二极管正 向导通电阻。
单相桥式全波整流电路
练习题: （1）将交流电变成单方向脉动直流电的过程为（ 整 流 ） （2）单相桥式全波整流电路，如果电源变压器二次侧电压为 100V，则负载电压是（ C ） A、100V B、45V C、90V D、60V （3）单相桥式全波整流电路，如果负载电流为10A，则流过 每只二极管的电流是（ C ） A、10A B、6A C、5A D、2.5A
IFM IL
最高反向工作电压： VRM
2U 2
第三节 整流电路
思考题：
如果把二极管反接呢？
第三节 整流电路
例题：
下图所示电路中，若负载电阻RL=0.9KΩ，负载电流 I1=10mA试求: （1）电源变压器次级电压V2； （2）整流二极管承受的最大反向电压VRM。
小结：
1、单相半波整流电路的结构 2、单相半波整流电路的工作原理
负载电压：UL 0.9U 2
负载电流： IL UL 0.9 U 2
RL RL
练习：有一变压器的二次侧电压的有效值为22V，若用单相 桥式全波整流电路整流，则输出的电压为多少？若负载为纯 电阻11欧姆，则输出电流为多少？ 解：有题意知U2=22V，RL=11Ω。 UL 0.9U 2 0.9 22V 19.8V UL U2 22V IL 0.9 0.9 1.8 A RL RL 11
一、单相半波整流电路 1．电路组成
第三节 整流电路
变压器、 二极管和 用电器（负载电阻）
2．工作原理 正半周时，设A为“+”， B为“-”V处于导通有 电流流过负载。如果忽 略二极管的正向压降， 此时负载上的电压vL=v2。
2．工作原理
第三节 整流电路
负半周时，A为负，B 为正，V处于截止。忽 略二极管的漏电流， 此期间无电流流过负 载RL，此期间负载上 的电压vL=0。