单相半波、桥式不可控整流电路
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。
第2章 整流电路(单相)
a)
图2-3 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
当VT处于通态时，如下方程成立：
VT L
di L d Rid dt
2U 2 sin wt
（2-2）
u
2
R
初始条件：ωt= α ，id=0。求解式（2-2）并 将初始条件代入可得
id 2U 2 sin( a )e Z
2 1 d d d VT d VD
R
VT
性负载加续流二极管）
a)
u2 b) O ud c)
w t1
wt
O id
d) O i VT e) O i VD
R
wt
Id
wt
Id p-a p+a
wt
f) O u VT
g) O
wt
wt
π点，u2=0,uAK=0, 电源电压自然过零， 晶闸管承零压而关断，续流管开始导通。 电源电压负半波（π ～2π 区间： u2 uAK＜0,晶闸管承受反向电压而关断， 负载两端的输出电压仅为续流二极管的 管压降，有续流电流，续流二极管一直 导通到下一周期晶闸管导通。 L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR 回路中流通，此过程通常称为续流。 1）控制角α与导通角θ 的关系 α+θ =1800 2）移项范围 移项范围与单相半 波可控整流电路电阻性负载相同为 0～1800.
可控整流电路 的主元件在采 用晶闸管时， 其控制方式都 采用相位控制， 故这类整流电 路又称之为相 控整流。
2.1.1
一 电阻性负载
单相半波可控整流电路
(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)
电力电子技术最新版配套习题答案详解第2章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第2章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为222U ；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
单相半波不可控整流电路二极管导通
☞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。
•〔若干概念〕 – 单拍电路：指变压器副边在工作过程中只流过一个方向的电 流； – 双拍电路：指变压器副边在工作过程中流过正反双向电流； – “半波”整流：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现， 故称之。 – α的移相范围：指触发角α可以变化的角度范围。在不同的电 路中， α有不同的角度范围。如在单相半波电路中， α的移 相角度范围是0～π。
u2 b) 0 ug 0 ud 0 a uV T e) 0
t1
2
t
c)
t
d)
q
t
t
◆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 但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流。 加之电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路称为单相 半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路 为单脉波整流电路。
角度a sina 0° 0 30° 1/2 45° √2/2 60° √3/2 1 90° 180° 0
cosa
1
√3/2
√2/2
1/2
0
-1
〔基本数量关系〕
直流输出电压平均值Ud
1 Ud = 2
a
2U 2 1 cosa 2U 2 sin td (t ) = (1 cosa ) = 0.45U 2 2 2
)
2
1 a sin 2a 4 2
SCR的若干参数关系：
(1) IdT （流过SCR电流的平均值）
I dT Ud U 2 1 cos a = = 0.45 R R 2
第一章 单相可控整流电路
2.1.1 单相半波可控整流电路
2) 带阻感负载的工作情况
u2
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
b) 0 ug c) 0 ud
wt1
p
2 p
wt
wt
+
+
发生突变。
讨论负载阻抗角 j 、触发
d)
0 id e) 0 u
VT
a
wt
q
wt
角 a 、晶闸管导通角 θ 的
关系。
VT4并不关断。
i VT i VT u
2
O
d
u
w t
O id O
1,4
w t
Id
Id
Id Id Id
w t w t w t w t
至 ωt=π+a 时刻，晶闸管VT1 和 VT4关断，VT2和VT3两管导通。 VT2 和VT3 导通后，VT1 和VT4 承 受反压关断，流过VT1 和VT4 的 电流迅速转移到VT2 和VT3 上， 此过程称换相，亦称换流。
且存在直流成分的缺点，因此仅用于要求不高的小功 率场合。
（一）非正弦电路分析 从上面分析可见，整流电路输出的直流电压都是周期性
有直流成分的非正弦时间函数，不能像正弦量那样直接计算。 但是任何周期性函数都可依靠数学方法，用傅氏级数的形式 分解成一系列不同频率的正弦或余弦函数。
2.1.2 单相桥式全控整流电路
2.1.1 单相半波可控整流电路
(1) 直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id 直流输出电压平均值Ud:
1 pp 2U 2 1 cosa 2U(1 cosa ) 0.45U 2 1 cos a U d 1 2U 2 sin wtd (wt ) U d p a 2U 2 sin wtd (wt ) 2p 2 (1 cos a ) 0.45U 2 2 2 a
整流电路答案第2章
第2章整流电路填空题：1.电阻负载的特点是________，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________。
2.阻感负载的特点是________，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，其承受的最大正反向电压均为________，续流二极管承受的最大反向电压为________（设U2为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带阻感负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个________。
4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角时，晶闸管的导通角=________; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=________。
5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与________的波形基本相同，只是后者适用于________输出电压的场合。
6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于________，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，使负载电流连续的条件为________(U2为相电压有效值)。
7.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差________，当它带阻感负载时，的移相范围为________。
8.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是________的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是________的相电压；这种电路角的移相范围是________，u d波形连续得条件是________。
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。
电力电子技术(随堂练习)
电力电子技术随堂练习第一章电力二极管和晶闸管一、单选题1．晶闸管内部有（）PN结A．一个B．二个C．三个D．四个【答案：C】2. 晶闸管两端并联一个RC电路的作用是（C ）A．分流B．降压C．过电压保护D．过电流保护【答案：C】3. 普通晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的A．有效值 B．最大值 C．平均值 D．瞬时值【答案：C】4. 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 D．0 【答案：B】二、判断题1．晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。
（）【答案：×】2．给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。
（）【答案：×】3. 两个以上晶闸管串联使用，是为了解决自身额定电压偏低，不能胜任电路电压要求，而采取的一种解决方法，但必须采取均压措施。
（）【答案：√】4. 触发普通晶闸管的触发脉冲，也能触发可关断晶闸管。
（）【答案：×】5. 普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。
（）【答案：×】6. 只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。
（）【答案：×】7. 只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。
（）【答案：×】第二章单相可控整流电路一、单选题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°【答案：A】2. 单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( ) A．90°B．120°C．150°D．180°【答案：D】3. 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。
【答案：B】4. 单相半波可控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（）倍。
A．1， B．0.5， C．0.45， D．0.9.【答案：C 】5. 单相桥式全控整流电路输出直流电压的最大平均值等于整流前交流电压的（）倍。
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2、实训器件
安装MATLAB软件的计算机。
3、实训原理
功率器件是二极管和纯电阻负载，电源电压正半周时二极管导通，负载有电流流通，负半周时二极管截止，负ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电压等于电源电压。桥式电路中电源电压正半周时二极管D1、D2导通，负载有电流流通，负半周时二极管D1、D2截止，负载电压的绝对值等于电源电压。
苏州市职业大学实训报告院系电子信息工程班级姓名学号实训名称单相半波桥式不可控整流电路实训日期掌握单相半波桥式不可控电路在电阻负载时的工作情况
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实训名称单相半波、桥式不可控整流电路实训日期
1、实训目的
（1）掌握单相半波、桥式不可控电路在电阻负载时的工作情况。
五、实训总结：
1.本次实训我学会了matlab软件的基本操作，能够做一些基本的仿真实验了，对于学习自动化专业很有帮助。
2．通过实验我知道了单相半波、桥式不可控整流电路的波形情况，对它们的波形更加的了解。
第3页共3页指导教师签名
4、实训内容
（1）电阻负载
接线图
第1页共3页指导教师签名
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调节步骤：
（2）桥式电阻负载
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调试步骤：