整流电路完整讲解

q
sia n ()etg siqn(a) (3-4)
A
8
3.1.1 单相半波可控整流电路
√若为定值，a角大，q越小。
若a为定值，越大，q越大 ，且 a)
平均值Ud越接近零。为解决上述矛
盾，在整流电路的负载两端并联一 个二极管，称为续流二极管，用
u2 b)
VDR表示。
uOd
w t1
wt
◆有续流二极管的电路
c)
☞电路分析
O
wt
id
√u2正半周时，与没有续流二极管
d) O
Id wt
时的情况是一样的。
i VT
Id
√当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT
e) O
i VD R f)
p-a
p+a
wt
施加反压使其关断，L储存的能量保
O u VT
wt
证了电流id在L-R-VDR回路中流通， g) 此过程通常称为续流。
◆基本数量关系
☞a：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度
称为触发延迟角，也称触发角或控制角。
☞q：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。
☞直流输出电压平均值
p ww p a a U d 2 1a p2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2os （3-1）
■整流电路的分类 ◆按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 ◆按电路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或双向，分 为单拍电路和双拍电路。
A
2
3.1 单相可控整流电路
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 3.1.3 单相全波可控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
O
wt
√若L足够大，id连续，且id波形接 近一条水平线 。
图3-4 单相半波带阻感负载有 续流二极管的电路及波形
A
9
3.1.1 单相半波可控整流电路
☞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：
p a IdT 2p Id
IT
2 1 pa pId 2d(wt)
pa 2p Id
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
a w id 2 Z U 2sin )( e w R L (w t a)2 Z U 2sitn ( )(3-3)
式中，Z
R2
(wL)2，
tg1
wL R 。由此式可得出图3-2e所示的id波形。
当wt=q+a时，id=0，代入式（3-3）并整理得
☞随着a增大，Ud减小，该电路中VT的a移相范围为180。
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控 制方式，简称相控方式。
A
5
3.1.1 单相半波可控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆阻感负载的特点是电感对电流变化有抗
拒作用，使得流过电感的电流不能发生突变。
◆电路分析
u 2
b)
◆电阻负载的特点是电压与电流 c)
成正比，两者波形相同。
0 u
wt
d
◆在分析整流电路工作时，认为
d)
晶闸管（开关器件）为理想器件，
0a
q
wt
即晶闸管导通时其管压降等于零，
u VT
晶闸管阻断时其漏电流等于零，除 e)
0
wt
非特意研究晶闸管的开通、关断过
程，一般认为晶闸管的开通与关断 过程瞬时完成。
图3-1 单相半波可控整流电路及波形
第3章 整流电路
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.5 整流电路的谐波和功率因数 3.6 大功率可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态 3.8 相控电路的驱动控制
本章小结
A
1
引言
■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。
A
3
3.1.1 单相半波可控整流电路
■带电阻负载的工作情况 T ◆变压器T起变换电压和隔离的作
用，其一次侧和二次侧电压瞬时值 a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
分别用u1和u2表示，有效值分别用
U1和U2表示，其中U2的大小根据需
u
2
要的直流输出电压ud的平均值Ud确 定。
b) 0
u
g
wt1
p
2p
wt
wt
☞wt2时刻，电感能量释放完毕，id降至
u
零，VT关断并立即承受反压。
VT f)
☞由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，
0
wt
使ud波形出现负的部分，与带电阻负载时相
图3-2 带阻感负载的单相半
比其平均值Ud下降。
波可控整流电路及其波形
A
6
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆电力电子电路的一种基本分析 方法 ☞把器件理想化，将电路简化 为分段线性电路。 ☞器件的每种状态组合对应一 种线性电路拓扑，器件通断状 态变化时，电路拓扑发生改变。 ☞以前述单相半波电路为例 √当VT处于断态时，相当 于电路在VT处断开， id=0。当VT处于通时， 相当于VT短路。两种情 况的等效电路如图3-3所 示。
A
4
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变 但波瞬”时整值流变。化加的之脉电动路直中流采，用其了波可形控只器在件u晶2正闸半管周，内且出交现流，输故入称为“单半相， 故 周该期电中路只称脉动为单1次相，半故波该可电控路整为流单电脉路波。整整流流电电路压。ud波形在一个电源
0
wt1
p
2p
ug
c) 0
☞晶闸管VT处于断态,id=0,ud=0,uVT=u2。
☞在wt1时刻，即触发角a处
wt
√ud=u2。
√L的存在使id不能突变，id从0开始增
wt 加。
ud
+
d) 0a
id
+
☞u2由正未降到零，因此VT仍处
于通态。
e)
0
q
A
VT
L u2
R
VT
L u2
R
a)
b)
图3-3 单相半波可控整流电 路的分段线性等效电路 a) VT处于关断状态 b) VT处于导通状态
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3.1.1 单相半波可控整流电路
VT
√VT处于通态时，如下方程成立：
u2
L R
Ldid dt
Rdi
2U2siw nt
(3-2)
b)
图3-3 b) VT处于导通状态
√续流二极管的电流平均值IdDR和有效值IDR分别为
IdDRp2 pa Id
(3-5) (3-6) (3-7)
ID