单相桥式半控整流电路
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。
半控桥整流电路
原理图
仿真波形图
• U2 • i2 • UD • iD
• 实际运行中，该电路在接大电感负载的 情况下，若突然关断触发脉冲或将α迅速 移到180度，在没有接入续流二极管VD 时，可能出现一个晶闸管直通，两个整 流管交替导通的失控现象。
单相桥式半控整流（阻感性负 载，晶闸管在同一桥臂）
• 两个晶闸管串联电路 的优点是两个串联的 二极管除了起整流作 用外，还可以替代接 续流管，使电路不会 出现失控现象。
半控桥整流电路
单相桥式半控整流（阻感性负载， 不带续流二极管） 单相桥式半控整流（阻感性负载， 带续流二极管）
单相桥式半控整流（阻感性 负载，晶闸管在同一桥臂）
ห้องสมุดไป่ตู้
单相桥式半控整流（阻感性负 载，不带续流二极管）
• 特点：晶闸管在 触发时刻换流， 二极管在电源过 0时刻换流。
• 当电源电压u2的正半周，在控制角a=ωt时，触发晶闸 当电源电压u 的正半周，在控制角a=ωt a=ωt时 导通，则负载电源i 流通， 管VT1导通，则负载电源iD经VT1，VD2流通，达到 ωt=π时 开始由0变负，由于电感L的作用， ωt=π时，u2开始由0变负，由于电感L的作用，负载 电流维持不变， 继续导通，但此时的a 电流维持不变，使VT1继续导通，但此时的a点电位已 经开始低于b点电位，整流管VD 自然换到VD 经开始低于b点电位，整流管VD2自然换到VD1，并使 承受反压而截止。所以， 负半周开始， VD2承受反压而截止。所以，从u2负半周开始，VT1和 导通，与负载形成回路，， ，，负载电流不再经过变压 VD1导通，与负载形成回路，，负载电流不再经过变压 器副边绕组，而由VT 起自然续流作用， 器副边绕组，而由VT1和VD1起自然续流作用，输出电 压为这两个管子的正向压降，接近于0 压为这两个管子的正向压降，接近于0，使得在 π~π+α期间 期间， 波形不会出现负值。 π~π+α期间，uD波形不会出现负值。 • 在u2的负半周，晶闸管VT2承受正向电压，在 的负半周，晶闸管VT 承受正向电压， ωt=π+α时 被触发导通，并使VT ωt=π+α时，VT2被触发导通，并使VT1承受反向电压 而关断，于是VT 导通，电流i 从电源b端经VT 而关断，于是VT2和VD1导通，电流iD从电源b端经VT2、 负载、 会到a ωt=2π以后 以后， 由负变正， 负载、VD1会到a端。在ωt=2π以后，u2由负变正，整 流管VD 又自然换流到VD 续流， 等于0 流管VD1又自然换流到VD2，VT2和VD2续流，使uD等于0， 由于承受反压而截止……如此重复循环。 ……如此重复循环 而VD1由于承受反压而截止……如此重复循环。
单相桥式半控整流
目录摘要 (2)1.设计任务和要求 (3)设计任务 (3)设计要求 (3)2.单相桥式半控整流电路的设计 (2)设计方案 (2)主电路的原理与设计 (4)驱动电路的原理与设计 (5)错误!未定义书签。
元器件的选取及相关参数计算 (8)错误!未定义书签。
错误!未定义书签。
错误!未定义书签。
电力电子器件的保护 (11)错误!未定义书签。
错误!未定义书签。
总电路原理图及工作原理 (12)建模与仿真 (12)心得体会 (13)参考文献 (13)摘要就是把交流电能转换成直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、驱动电路、整流主电路、保护电路等组成。
它在直流电机调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流电路和晶闸管组成。
而变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可以减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类很多，主要有半波整流电路、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。
本课程设计为单相桥式半控整流电路。
关键字：整流驱动过电压保护变压单相桥式半控整流电路1.设计任务和要求设计任务单相桥式半控整流电路的技术要求：设计一单相桥式半控整流电路，对RL负载供电，其中R=10Ω，L=20mH；要求直流输出电压在0～180伏连续可调。
设计要求1)方案设计2)完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择3)触发电路的设计4)绘制系统电路图5)利用matlab仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，对结果进行分析6)撰写设计说明书2.单相桥式半控整流电路的设计设计方案在单相桥式全控整流电路中，每一个导电回路中都有两个晶闸管，即利用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路。
实际上对每个导电回路进行控制，只需要一个晶闸管就够了，另一个可以用二极管代替。
从而简化整个电路，调节起来也比较方便，并且也节省了成本，这就是单相桥式半控整流电路。
单相桥式半控整流电路带电感ud计算公式
单相桥式半控整流电路带电感ud计算公式单相桥式半控整流电路在电力电子技术中是一个比较重要的概念，特别是其中带电感 ud 的计算公式。
咱先来说说这个单相桥式半控整流电路到底是咋回事。
想象一下，在一个电路里，有一堆电子元件像小精灵一样忙碌地工作着。
其中的二极管和晶闸管就像是电路中的“指挥官”，控制着电流的流向和大小。
那为啥要研究这个带电感 ud 的计算公式呢？这就好比我们出门要算好路程和时间，不然可能会迷路或者迟到。
在电路里，如果不知道这个计算公式，就没法准确地知道输出电压 ud 是多少，电路可能就没法正常工作啦。
还记得有一次，我在实验室里和学生们一起做实验，就是关于这个单相桥式半控整流电路的。
当时大家都特别兴奋，想着能亲手操作，看看这个神奇的电路到底是怎么工作的。
我们按照电路图连接好了各个元件，打开电源的那一刻，大家都紧紧盯着示波器，期待着能看到理想的波形。
可是，第一次的结果并不理想，输出电压 ud 完全不对。
这可把大家急坏了，一个个皱着眉头开始检查线路，重新计算参数。
这时候，我就提醒大家，先别慌，好好想想我们的计算公式有没有用对。
于是，我们重新梳理了一遍带电感 ud 的计算公式，发现有个参数算错了。
经过一番调整，再次打开电源，哇，这次示波器上显示出了漂亮的波形，输出电压 ud 也符合我们的预期。
那一刻，大家脸上都露出了开心的笑容，那种成就感真是无法用言语来形容。
好了，言归正传，下面咱们就来好好讲讲这个计算公式。
单相桥式半控整流电路带电感 ud 的计算公式为：Ud = 0.9U2(1 + cosα) / 2 （其中α为控制角）这个公式看起来可能有点复杂，但是别担心，咱们一点点来理解。
先说 0.9U2 这部分，U2 是交流电源的有效值。
为啥是 0.9 呢？这是经过一系列数学推导得出的一个系数，就像是一个固定的“密码”。
然后是(1 + cosα) / 2 这部分，α 就是我们说的控制角啦。
控制角越大，输出电压 ud 就越小；控制角越小，输出电压 ud 就越大。
单相桥式半控整流电路
图3 单相半控桥电感性负载不接续流二极管的情况分析
四、单相桥式半控接续流二极管整流电路
➢有 续 流 二极 管 VDR 时 ， 续 流过 程 由 VDR完成，晶闸管关断，避免了某一 个晶闸管持续导通从而导致失控的现 象。同时，续流期间导电回路中只有 一个管压降，有利于降低损耗。
图4单相桥式半控整流电路接续流二极管的电路及波形
单相桥式半控整流电路
一、单相桥式半控整流电路（不接续流二极管）
单相全控桥中，每个导电回路中有2个 晶闸管，为了对每个导电回路进 行控制， 只需1个晶闸管就可以了，另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。（该电 路未接续流二极管）
图1 单相桥式半控带感性负载电路
图2 单相桥式半控整流电路，阻感负载时 的电路及波形
二、单相桥式半控整流电路工作原理
在u2负半周触发角α时刻触发VT3，VT3 导通，则向VT1加反压使之关断，u2经 VT3和VD2向负载供电。u2过零变正时， VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流，ud
又为零。 半控整流电路与全控整流电路在电阻负载 时的工作情况相同。
二、单相桥式半控整流电路工作原理
在u2正半周，触发角α处给晶闸管VT
加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。
当u2过零变负时，因电感作用使电流
连续，VT1继续导通。但因α点电位低于b 点 电 位 ， 使 得 电 流 从 VD4 转 移 至 VD2， VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组， 而是由VT1和VD2续流。
五、接续流二极管整流电路数量关系
➢晶闸管和二极管电流有效值 ➢续流二极管电流有效值 ➢变压器二次侧电流有效值
I DR I d
单相半控桥式整流电路
一、实验基本内容1.实验名称：单相半控桥整流电路实验2.已知条件：a)工作电路原理图图1 工作原理图b)理想工作波形c)产生失控现象的原因及理论结果对于单相桥式半控整流电路，在正常运行的情况下，如果突然把触发脉冲切断或者将触发延迟角α增大到180°，电路将产生“失控”现象。
失控原因：正在导通的晶闸管的关断必须依赖后续晶闸管的开通，如果后续晶闸管不能导通，则已经导通的晶闸管就无法关断。
失控结果：失控后，一个晶闸管持续导通，两个二极管轮流导通，整流输出电压波形为正弦半波，即半周期为正弦波，另外半周期为零，输出电压平均值恒定。
d)各物理量基本数量关系（感性负载）Ⅰ.输出直流电压平均值U dU d=1π2παsinwtd(wt)=0.9U21+cosα2Ⅱ.负载电流平均值I d=U dR =0.45U2R1+cosα2Ⅲ.流过晶闸管的电流有效值I VTI VT=I VD=π−α2πI dⅣ.流过晶闸管的电流平均值I dVTI dVT=I dVD=π−α2πI dⅤ.变压器二次电流有效值I2I2=1πI d2d(ωt)π+αα=I d=2I VTⅥ.续流二极管电流有效值I VD RI VTR =απI dⅦ.续流二极管电流平均值I dVT RI dVTR =απI d3.实验目标：a)实现控制触发脉冲与晶闸管同步；b)观测单相半控桥在纯阻性负载时的移相控制特点，测量最大移相范围及输入-输出特性；c)观测单相半控桥在阻-感性负载时的输出状态，制造失控现象并讨论解决方案。
二、实验条件1.主要设备仪器a)电力电子及电气传动教学实验台i.型号MCL-Ⅲ型ii.生产厂商浙江大学求是公司b)Tektronix示波器i.型号TDS2012ii.主要参数带宽:100MHz最高采样频率：1GS/sc)数字万用表i.型号GDM-81452.小组人员分工u 2abVT1VT2VD2VD4Ru da)实验主要操作人辅助操作人电流表监控影像记录数据记录b)报告实验基本内容描述实验图片整理实验图片处理实验条件阐述实验过程叙述数据处理电路仿真讨论思考题讨论结果整理实验综合评估报告整合排版三、实验原理1.阻性负载如图所示为带阻性负载时单相桥式半控整流电路。
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
第3章 整流电路3-2 单相桥式半控整流电路
• 器件：uVT3 = uVD4 = 0，iVT3 = iVD4 = 0
o
ωt
12:27
第3章 整流电路
6
3.1.4 单相桥式半控整流电路
VT3
VT1
带阻性负载时的工作情况
小结
• 输出电压平均值为
1π
������d
=
π
න
������
2������2sin(������������)������(������������൯
oα π
2π
ωt
• 无门极触发
ug
ug1
ug3
– VD4阴极电位低，导通，两端电压为0
o ud
ωt
– VT3经VD4和负载短接，两端电压为0
id o
ωt
– VT1承受正压u2，VD2承受反压–u2
α uVT1
• 负载：ud = 0，id = 0，i2 = 0
o
ωt
• 器件：uVT1 = –uVD2 = u2，iVT1 = iVD2 = 0 uVD2
第3章 整流电路
VD2
a b 2π
Id Id
VD4
id
L
ud R
ωt
ωt Id
ωt Id
ωt Id
ωt
ωt
ωt Id
ωt
13
3.1.4 单相桥式半控整流电路
带阻感负载时的工作情况—失控现象
实际中，当突然增大至180或触发脉冲丢
失时，会导致正在导通的晶闸管一直导通 ，两个二极管轮导通，此时触发信号对输
VT3
VT1
带续流二极管的阻感负载的工作情况
i2
T
+a
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ωt
(e)
五、实验步骤1——操作规范
1 ．在主电路不接通电源时，调试触发电路， 使之正常工作。
2 ．在控制电压Uct=0时，接通主电源。然 后逐渐增大Uct，使整流电路投入工作。
3 ．断开整流电路时，应先把Uct降到零， 使整流电路无输出，然后切断总电源。
4．MCL—33的内部脉冲需断开。
Ug
Rp1 Rp2
断开续流二极管，观测UL
的波形
NMCL32
Ui
α
UL
U
1
V
2
3
4
5
NMCL33 Uct
Ublf
Ublr
偏移电压
VT4' VD4
VT6' VD6
V
+
VD2
L
RL 900Ω并联
五、实验报告
实验目的 实验内容 电路图 原始记录数据 绘制曲线 ＝60时，UL f (t) 思考题：
UL
U
1
V
2
3
4
5
NMCL33 Uct
Ublf
Ublr
偏移电压
VT4' VD4
VT6' VD6
V
+
VD2
L
RL 900Ω并联
四、实验步骤3——电阻电感性负载
调节偏移电压，使当 Uct=0时，α=0°或90°； NMCL31
调节给定电压Ug ，记录五 组α, UL , Ui,
观测UL的波形
一、实验目的
了解单相整流桥的工作原理
熟悉常用整流触发电路
掌握整流电路在电阻负载，电阻—电感性 负载时工作特性的测量方法
二、实验内容
1．测定单相桥式半控整流电路带电阻性负载特性 2．测定单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载特性 3．分析续流二极管的作用
三、实验设备
1．MCL系列教学实验台主控制屏 2．MCL—31组件 3．MCL—33组件 4．MCL—05 5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。 6．MEL—02三相芯式变压器。 7．二踪示波器 8．万用电表
5．接反电势负载时，需要注意直流电动机 必须先加励磁
四、实验步骤2——电阻性负载
调节偏移电压，使当 Uct=0时，α=0°或90°； NMCL31
调节给定电压Ug ，记录五 组α, UL , Ui,
观测UL的波形
Ug
Rp1 Rp2
断开续流二极管，观测UL
的波形
NMCL32
Ui
α
四、实验原理
单相桥式整流电路
+
T
u1
A D4
u2
D1
D3
B
D2
-
u2正半周时 电流通路
+
RL uo
-
四、实验原理
单相桥式整流电路
-
T
u11
A D4
u2
D1
D3
B
D2
+
u2负半周时 电流通路
+
RL
u0
_
四、实验原理
单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
A
u2
B
u
2
uU 0o
D
4
D
D
1
3D
2
uD4,uD2
uD 3,uD 1
+
RL u
o
_
t
t
u2>0 时
u2<0 时
D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路:
A D1
RLD3B
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路:
B D2
RLD4A
输出是脉动的直流电压！
t
四、实验原理
电阻负载单相半波可控整流电路及其波形
简述续流二极管的作用及电感量大小对负载 电流的影响？
Vg
ui
uT iL
RL
uL
(a)
ui
0 αθ
ω t (b)
ug
0
uL
uL
iL
iL
0 uT
0
ω t (c) ω t (d) ω t (e)
四、实验原理
电阻负载单相桥式半控整流电路的波形
ui
O
uG
V1
V2
a
O
u1
b
RL Uo
iL
VD1
VD2
O
uL
O uV1
O
ωt
(a)
ωt
(b)
ωt
(c)
ωt
(d)