单相桥式整流电路工作原理
单相桥式整流电路工作原理
单相桥式整流电路是一种常见的交流电源到直流电源的转换方式。其主要由四个二极管和一个负载组成。工作原理如下：
1. 当输入电压为正半周时，二极管D1和二极管D4导通，电流从D1流入负载，然后返回至D4流回电源。同时，二极管D2和D3截止，不参与电路。
2. 当输入电压为负半周时，二极管D2和D3导通，电流从D3流入负载，然后返回至D2流回电源。同时，二极管D1和D4截止，不参与电路。
通过这样的交替导通方式，单相桥式整流电路就能实现AC电压到DC电压的转换，从而为一些需要直流电源的电器设备提供电源支持。
单相桥式半控整流电路实验原理
三．实验原理 单相桥式半控整流电路在电阻性负载时的工作情况与全控电路完全相同，这里只介绍电感性负载时的工作情况。单相桥式半控整流电路原理图如下图所示。 假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。 当电源电压 u 2 在正半周期，控制角为 a 时触发晶闸管 VT1 使其导通，电源经 VT1 和 VD4 向负载供电。当 u 2 过零变负时，由于电感的作用使 VT1 继续导通。因a 点电位低于 b 点电位，使得电流从 VD4 转移至 VD2 ，电流不再流经变压器二次绕组，而是由 VT1 和 VD2 续流。此阶段忽略器件的通态压降，则u d ＝ 0 ，不像全控电路那样出现 u d 为负的情况。 在 u 2 负半周控制角为 a 时触发 VT3 使其导通，则向 VT1 加反压使之关断， u 2 经 VT3 和 VD2 向负载供电。 u 2 过零变正时， VD4 导通。 VT3 和VD4 续流， u d 又为零。此后重复以上过程。 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，即半周期 u d 为正弦，另外半周期 u d 为零，其平均值保持恒定，称为失控。有续流二极管 VD 时，续流过程由 VD 完成，在续流阶段晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。 单相桥式半控整流电路原理图 四．实验内容 ⒈ 接线 在实验装置断电的情况下，按单相桥式半控整流电路实验线路图及接线图进行接线。图中可调电阻器 R d ，选用 MEL ﹣ 03 中的其中一组可调电阻器并联， R d 的初始电阻值应调到最大值。 ⒉ 触发电路调试
单相桥式整流电路
引言 整流电路是电力电子电路中的一种，它的作用是将交流电力变为直流电力供给直流用电设备，如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统等，在生产生活中应用十分广泛。 整流电路在不同角度有不同的分类方法，按组成电路的器件分：不可空、半空、全控和高功率PWM四种，按电路结构可分为：半波、全波、桥式三种，按交流输入相数分：单相、三相、多相多重三种，按控制方式分：相控式、PWM控制式两种，按变压器二次测电流方向分：单拍、双拍电路两种。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较为广泛的整流电路。
1 整流电路 单相整流器的电路形式是多种多样的，整流的结构也是比较多，各有优缺点，因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：单相半波可控整流电路，单相全波可控整流电路，单相桥式半控整流电路，单相桥式全控整流电路 。 1.1 单相半波可控整流电路 2 图1-1 单相半波可控整流电路 如图1-1所示为单相半波可控整流电路，此电路结构简单，只用了1个晶闸管，在一个通电周期内，输出电压为直流电压，输出电流为直流电流，电压电流均不连续，脉动较大，且含有谐波分量。 1.2 单相全波可控整流电路 2 21 2 如图1-2 单相全波可控整流电路 如图1-2所示为单相全波可控整流电路，变压器T 带中心抽头，结构比较复杂，只用两个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，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。不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。相同的负载下流过晶闸管的平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
单相桥式整流电路
第1章系统原理方框图及主电路设计 1.1方案的选择 单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析各种单相相控整流电路在带电阻性负载、电感性负载和反电动势负载时的工作情况。 单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），，且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。 单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。 根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。 1.2 原理说明 当负载由电阻和电感组成时称为阻感性负载。例如各种电机的励磁绕组,整流输出端接有平波电抗器的负载等等。单相桥式整流电路带阻感性负载的电路如图1-1所示。由于电感储能,而且储能不能突变因此电感中的电流不能突变,即电感具有阻碍电流变化的作用。当流过电感中的电流变化时,在电感两端将产生感应电动势,引起电压降UL。 图1-1单相桥式整流电路带阻感性负载的电路
原理方框图如图1-2所示： 图1-2 原理方框图 整流电路主要由触发电路、保护电路和整流主电路组成。 根据设计任务，在此设计中采用单相桥式全控整流电路接电阻性负载。 1.3 主电路设计 1．3．1 主电路原理图及其工作波形 图1-3 主电路原理图及工作波形 单相全控桥式整流电路带负载的电路如图2-3（a ）所示。其中Tr 为整流变压器，T 1、T 4、T 3、T 2组成a 、b 两个桥臂，变压器二次电压u 2接在a 、b 两点，u 2 =t U t U m ωωsin 2sin 22= ,四只晶闸管组成整流桥。
单相及三相半波可控与桥式全控整流电路原理
单相半波可控整流电路 电阻性负载 在生产实际中，有一些负载基本上是属于电阻性的，如电炉、电解、电镀、电焊及白炽灯等。电阻性负载的特点是：负载两端的电压和流过负载的电流成一定的比例关系，且两者的波形相似；负载电压和电流均允许突变。 图8.8（a）即为单相半波可控整流电路带电阻性负载时的电路，它由晶闸管VT、负载电阻和变压器T主要来变换电压，其次它还有隔离一、二次侧的作用。我们用、分别表示一次侧和二次侧电压的瞬时值；为一次侧电压有效值，为二次侧电压有效值，的大小是由负载所需的直流输出平均电压值来决定；、分别表示整流后的输出电压、电流的瞬时值；、分别为晶闸管两端电压和流过晶闸管电流的瞬时值；、分别为流过变压器一次侧绕组和二次侧绕组电流的瞬时值。 图8.8 单相半波可控整流带电阻性负载 （a）电路图（b）波形图 在单相可控整流电路中，从晶闸管开始承受正向电压，到其加上触发脉冲的这一段时间所对应的电角度 ()称为控制角（也叫移相角），用表示；晶闸管在一个周期内导通的电角度（）称为
导通角，用表示，且在此电路中有的关系。 直流输出电压的平均值为 （8.11） 可见它是角的函数，通过改变角的大小就可以起到调节的目的。当时，波形为一完 整的正弦半波波形，此时输出电压为最大，用表示，。随着的增大， 将减小，至时，。所以该电路角的移相范围。 直流输出电流的平均值为 （8.12） 而负载上得到的直流输出电压有效值和电流有效值分别为 （8.13） （8.14） 又因为在单相可控整流半波电路中，晶闸管与负载电阻以及变压器二次侧绕组是串联的，故流过负载的电流平均值即是流过晶闸管的电流平均值；流过负载的电流有效值也是流过晶闸管电流的有效值 ，同时也是流过变压器二次侧绕组电流的有效值，即存在如下关系 （8.15） （8.16） 流过晶闸管的电流的波形系数为 （8.17）
2013单相桥式全控整流电路精析
主电路设计 系统原理方框图： 系统主体电路原理及说明： 单相全控桥式整流电路电感性负载及其波形 (a)电路；(b)电源电压；(c)触发脉冲；(d)输出电压；(e)输出电流；(f)晶闸管V -1，V -4上的电流；(g)晶闸管V -2，V -3上的电流；(h)变压器副边电流；(i)晶闸管V -1，V -4上的电压。
1、工作原理： 在u2正半周期，触发角 α 处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其导通， ud = u2负载中有电感存在使负载电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流 id 连续且波形近似为一水平线，其波形如图（e ） 所示。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 VT3 分别向 VT1 和 VT4 施加反压使VT1 和VT4 关断，流过 VT1 和 VT4 的电流迅速转移到 VT2 和 VT3 上，此过程称为换相，亦称换流。至下一周期重复上述过程，如此循环下去。 2、ud 波形如图（d ）所示，其平均值为： 当α= 0o 时，Ud= 0.9 U2； 当α= 90o 时，Ud = 0； α角的移相范围为90o 。 单相桥式全控整流电路带阻感负载时，晶闸管VT1、VT4两端的电压波形如图（i ）所示，晶闸管承受的最大正反向电压均为22U 。 晶闸管导通角θ与触发角α无关，均为180o ，其电流波形如图（b ）所示，平均值和有效值分别为： 和 变压器二次电流i2的波形为正负各180o 的矩形波，其相位由α角决定，有效值为：I2= Id 。 3、原理图分析： 该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电路构成。输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载。在电路中还应加入防雷击保护电路（考虑用压敏电阻实现）。然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。整流电路中的晶闸管在触发信号的控制下动作，以发挥整流电路的整流作用。 在电路中，过电保护部分选择了快速熔断器做过流保护；而过压保护则采用了RC 电路。整流部分选择了单相桥式全波整流电路。该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能。触发电路由FPGA 控制电路实现，这里不做详述。 α απ ωωπα πα cos 9.0cos 2 2)(sin 21 222U U t td U U d == = ⎰ +
单相桥式半控整流电路(阻感性负载不带续流二极管)(精)
单相桥式半控整流电路 电路选择在 MATLAB 软件中搭建实验模拟电路,在模拟电路中仿真并且观察各数据的波形。元件可以从 MATLAB 软件的 Simulink 和 Power System元件库中的找到有关元件。 一、单相桥式半控整流电路原理图及原理 单相桥式半控整流电路原理图如下: L u2 二、单相桥式半控整流电路工作原理 1、若是感性负载,当 u2在正半周时,在ωt =α处给晶闸管 VT1加触发脉冲, VT1导通后,电流从 u2正端→ VT1→ L → R → VD4→ u2负端向负载供电。 u2过零变负时,因电感 L 的作用使电流连续, VT1继续导通。但 a 点电位低于 b 点,使电流从 VD4转移至 VD2, VD4关断,电流不再流经变压器二次绕组,而是经 VT1和VD2续流,则 ud=0。
2、在 u2负半周ωt =π+α时刻触发 VT3使其导通,则向 VT1加反压使之关断, u2经VT3→ L → R → VD2→ u2端向负载供电。 u2过零变正时, VD4导通, VD2关断。 VT3和 VD4续流, ud 又为零。此后重复以上过程。 三、单相桥式半控整流电路仿真电路建模 在 MATAB 软件中建立的单相桥式半控整流电路的仿真图 图 1 单相桥式半控整流电路原理图 图 2 单相桥式半控整流电路建摸图四、仿真电路中各参数的设置 1、晶闸管的参数设置 图 3 晶闸管的参数
2
、交流电源参数的设置 图 4 交流电源的参数 3、晶闸管触发脉冲的参数设置图 5 第一个脉冲的参数设置
图 6 第二个脉冲的参数设置 4、二极管的参数设置
simulink单相桥式整流电路
Simulink单相桥式整流电路 1. 任务概述 本文将介绍Simulink单相桥式整流电路的基本原理、模型建立和仿真分析。首先，我们将讨论单相桥式整流电路的工作原理和电路结构。然后，我们将使用 Simulink软件建立电路模型，并进行参数设置。最后，我们将通过仿真分析来验 证模型的正确性和性能。 2. 单相桥式整流电路的工作原理 单相桥式整流电路是一种常用的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。其基本原理是利用四个可控开关（二极管或晶闸管）的开关动作，使得交流电流只能在一个方向上流动，从而实现整流的目的。 单相桥式整流电路的电路结构如下图所示： 在正半周，晶闸管T1和T2导通，电流从AC输入端流向负载RL；在负半周，晶闸 管T3和T4导通，电流从AC输入端流向负载RL。通过适当的触发控制，可以实现 电流的单向流动，从而获得稳定的直流输出。 3. 模型建立 在Simulink中建立单相桥式整流电路的模型，需要使用以下组件：正弦波源、晶 闸管、二极管、负载和电容滤波器。 首先，我们将添加正弦波源作为交流电源，设置其频率和幅值。然后，我们将添加晶闸管和二极管，用于构建桥式整流电路。通过设置晶闸管和二极管的导通和关断状态，可以实现单向电流的流动。接下来，我们将添加负载和电容滤波器，用于平滑输出电流。 在建立模型时，需要注意电路中各个组件的参数设置，如晶闸管和二极管的导通电阻、电容滤波器的电容值等。这些参数将直接影响电路的性能和输出波形。 4. 仿真分析 建立完模型后，我们可以进行仿真分析来验证电路的正确性和性能。在仿真过程中，我们可以观察输出电压和电流的波形，并分析电路的稳定性、效率和波形畸变等指标。 首先，我们可以通过改变正弦波源的频率和幅值，来观察输出波形的变化。随着频率的增加，输出波形将逐渐接近直流；而随着幅值的增加，输出电压和电流的峰值将增大。
单相桥式全控整流电路(阻感性负载)
1、单相桥式全控整流电路（阻•感性负载） 1、1单相桥式全控整流电路电路结 构（阻•感性负载） 单相桥式全控整流电路用四个晶闸管•两只晶闸管接成共阴极,两只晶闸管 接 成共阳极，每一只晶闸管就是一个桥臂。单相桥式全控整流电路（阻•感性负载）电路图如图1所示 1 < m U单相桥式全控整流电路（阻-感性负载） 1、2单相桥式全控整流电路工作原理（阻•感性负载） 1）在u2正半波得 （0~Q）区间： 晶闸管VTU VT4承受正压,但无触发脉冲，处于关断状态。假设电路已工作 在稳定状态■则在0〜a区间山于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。 2）在u2正半波得3匸a时刻及以后: 在3ua处触发晶闸管VTK VT4使其导通•电流沿a-VTl-L-R-VT4-b -Tr得二 次绕组一a流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）与电流。电源电压反向加 到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。 3）在u2负半波得（九~打+ 0）区间： 当3匸1（时，电源电压自然过零■感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。 在电
压负半波■晶闸管VT2、VT3承受正压,因无触发脉冲.VT2. VT3处于关断状态。 4）在u2负半波得3匸ii+ci 时刻及以后: 在3匸71 + a 处触发晶闸管VT2. VT3使其导通,电流沿b-VT3-L-R-VT2 -a-Tr 得二次绕组一b 流通•电源电压沿正半周期得方向施加到负载上，负载上有 输出电圧（udhu2）与电流。此时电源电压反向加到VTU VT4上,使其承受反压 而变为关断状态。晶闸管VT2、VT3 —直要导通到下一周期3匸2II + CI 处再次触 发晶闸管VT1、VT4为止。 1、3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻■感性负载） 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示: CErtucus powirgu CwriWissjen ni Terser fUl PiU Grmr ： 图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻■感性负载） 电源参数濒率50h 乙电圧lOOv ■如图3 AC Toltaee Source (mask) (link) Ideal sinusoidal AC Vo 1-tage source- Param ©"ters Peak ainplxtudc (V): 100| Phase (deg): F"qu©ncy CHz): 50 Sample "time: 知）MAhestraroitl votKe SOins Gtftra tti Tlyrs cr"
单相整流电路的电路组成及工作原理
单相整流电路的电路组成及工作原理 在电子电路及其设备中，一般需要直流电源供电，最经济最简便的方法是将电力系统供给的交流电变换成直流电，单相整流滤波电路就是实现这种转换的电子设备。将交流电变换成脉动直流电的电路称为整流电路。单相整流电路可分为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 1、单相半波整流电路的电路组成和工作原理 图3-1所示为单相半波整流电路。其中，电源变压器T可以将输人电压u1变换为整流电路所需的电压u2。 若二极管的正向压降为零，4>0时，VD导通，输出电压ul=u2;当u2<0 时，VD 截止，iL=0, ul =0o 下一个周期到来后将重复上述过程。图3-2所示为单相半波整流电路的输出波形。 由图3-2可见，交流电变化一周期，负载RL上只半周期有输出，输出的电压波形为方向不随时间变化，大小随时间变化的脉动直流电，所以称为半波整流。
2、单相半波整流电路的主要参数计算 单相半波整流电路主要参数的计算公式，见表3-1。 实际选择整流二极管时，极管的最大整流电流IFM和最大反向工作电压URM应满足下列条件： IFM≥IF URM≥URM 单相桥式整流电路 1、单相桥式整流电路组成和工作原理
单相桥式整流电路如图3-3a所示。图3-3b所示为一种习惯画法，图3-3c是一种简化画法。 若二极管的正向压降为零，u2>0时，VDl、VD3导通，VD2、VD4截止，电流方向如34所示，输出电压ul.=u2;;当u2<0时，VD2、VD4导通，VDl、VD3截止，电流方向如3-4b所示，ul = u2。下一个周期到来 时重复上述过程。 图3-5所示为单相桥式整流电路的输出波形。
单相桥式可控整流电路
绪论 电力变流器是由一个或多个电力电子装置连同变流变压器、滤波器、主要开关及其他辅助设备组成的变流设备，它应能独立运行并完成规定功能。常见的电力变流器有：整流器，用于交流到直流的变流；逆变器，用于直流到交流的变流；交流变流器，用于交流变流；直流变流器，用于直流变流。此次课程设计的为变流器中的整流器。 整流电路可以从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可以分为不可控，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；按变压器二次电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。 单相桥式可控整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其效率高原理及结构简单在单相整流电路中应用较多，在设计单相桥式可控整流电路时，从总电路电路出发根据负载择优选着方便的同步触发电路，并逐一设置各种保护电路使电路安全有效的运行，最终达到整流的目的。
单相可控变流器的设计 1总体方案设计与论证 1.1课程设计目的 1．进一步掌握晶闸管相控整流电路的组成、结构、工作原理。 2. 晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。 3．重点理解移相电路的功能、结构、工作原理。 4．理解同步变压器的功能。 1.2课程设计任务与要求 题目：单相可控变流器的设计 初始条件： 单相全控桥式可控整流电路或单相半控桥式可控整流电路，电阻-电感性（大 电感）负载， R＝1.5Ω，额定负载电流I d ＝40A，最大电流I dmax ＝40A。 要求完成的主要任务： 1.单相可控主电路设计于参数计算，计算整流变压器参数，选择整流元件的定额。讨论晶闸管电路对电网的影响及其功率因数。 2.触发电路设计（触发电路的选型，同步信号的定相等）。 3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。 4.系统原理分析。 5.提供系统电路图纸至少一张。 1.3方案设计 单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。 单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。缺点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分
单相桥式全控整流电路(纯电阻_阻感_续流二极管_反电动势)
电力电子技术实验报告 实验名称：单相桥式全控整流电路的仿真与分析 班级：自动化091 组别： 08 成员： 金华职业技术学院信息工程学院 年月日
一. 单相桥式全控整流电路(电阻性负载) .............................................. 错误！未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理 (1) 2. 单相桥式全波整流电路建模 (2) 3. 仿真结果与分析 (4) 4. 小结 (6) 二. 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) ............................................. 错误！未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误！未定义书签。 2. 建模................................................................................................. 错误！未定义书签。 3. 仿真结果与分析............................................................................. 错误！未定义书签。 4. 小结................................................................................................. 错误！未定义书签。 三. 单相桥式全控整流电路（反电势负载）......................................... 错误！未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误！未定义书签。 2. 建模................................................................................................. 错误！未定义书签。 3. 仿真结果与分析............................................................................. 错误！未定义书签。 4. 小结：............................................................................................. 错误！未定义书签。四．单向桥式全控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ............... 错误！未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误！未定义书签。 2. 建模................................................................................................. 错误！未定义书签。 3. 仿真结果与分析............................................................................. 错误！未定义书签。 4. 小结……………………………………………………………………………….....错误！未定义书签。 五. 总结：………………………………………………………………………………….错 误！未定义书签。