单相半波整流电路的仿真设计
单相半波可控整流电路实验报告
单相半波可控整流电路实验报告实验目的:
通过单相半波可控整流电路实验，掌握半波可控整流电路的性能及其参数的测量方法。
实验原理:
单相半波可控整流电路是一种电源型可控整流电路，其主要由晶闸管、变压器、电感、电容等元器件组成。
在正半周中，晶闸管把电源电压加到负载上;而在负半周中，集电极电压为零，晶闸管闭合，负载电压等于零。
当控制角度为α时，输出电压的平均值为2Umax/π,当负载电流为I时，晶闸管的导通持续时间为
t=α/360°,输出电压的有效值为Vrms=Umax/√2。
实验装置:
单相半波可控整流电路实验用途是：通过观察电路实验现象，掌握半波可控整流电路的性能，熟悉参数的测量方法和标定；这是电力电子技术中最基础的实验之一。
实验内容：
1. 熟悉半波可控整流电路的构造和工作原理；
2. 测量晶闸管电流和电压值；
3. 手动测量及用示波器观测负载电压和电流波形；
4. 测量晶闸管控制角度和电压设定值；
5. 测量电路输入和输出电流及功率。
实验结果和分析：
在实验中，得到了以下结果：
1. 测得晶闸管最大电压为500V，维斯基电压为1.25V；
2. 测得晶闸管最大电流为20A，输入电流为3A左右；
3. 测得晶闸管的最大功率为120W，输入功率为2.1W左右；
4. 使用示波器测量输出电压及电流波形，可以直观的看到波形
的正弦性和对称性。
总结：
通过该实验，深刻理解半波可控整流电路的原理及性能，掌握
了半波可控整流电路的电路构建与参数测量方法。
同时，加深了
对电力电子器件的认识，为今后的学习和研究奠定了坚实的基础。
单相半波可控整流电路的设计
单相半波可控整流电路的设计引言：单相半波可控整流电路是电力系统中常见的一种电路，它的设计与应用十分广泛。
本文将详细介绍单相半波可控整流电路的设计原理、工作过程以及应用场景。
一、设计原理单相半波可控整流电路由可控硅元件、二极管、电容和负载组成。
可控硅元件通过控制触发角来实现对电路的导通和截止控制。
当可控硅导通时，电流从正弦交流电源流入负载；当可控硅截止时，电流则由二极管提供。
电容的作用是平滑电流波形，使输出电压更稳定。
二、工作过程在正半周的前半部分，可控硅导通，电流从正弦交流电源流入负载。
电流的大小取决于可控硅的触发角。
触发角越小，导通时间越长，电流越大。
在正半周的后半部分，可控硅截止，电流由二极管提供。
由于二极管只能导通，不能截止，所以输出电流为正半周的后半部分。
三、应用场景单相半波可控整流电路广泛应用于电力系统中，其主要用途如下：1. 直流电源：通过使用单相半波可控整流电路，可以将交流电源转换为直流电源，以满足各种设备对直流电源的需求。
例如，计算机、手机充电器等设备都需要直流电源来正常工作。
2. 电动机驱动：通过单相半波可控整流电路可以实现对电动机的驱动。
利用可控硅的导通和截止控制，可以调节电动机的转速和扭矩，满足不同工况下的需求。
3. 光伏发电系统：在光伏发电系统中，太阳能电池板产生的电流是交流的，需要通过单相半波可控整流电路将其转换为直流电流，以便储存和使用。
4. 交流调压：通过调节可控硅的触发角，可以实现对交流电压的调节。
在一些需要对交流电压进行精确控制的场合，如实验室仪器、电焊机等，单相半波可控整流电路可以发挥重要作用。
总结：单相半波可控整流电路是一种常见且实用的电路，其设计原理简单明了，工作过程清晰易懂。
在电力系统中，它被广泛应用于直流电源、电动机驱动、光伏发电系统以及交流调压等方面。
通过合理的设计和控制，单相半波可控整流电路可以实现对电流和电压的精确控制，满足各种不同的工况需求。
在未来的发展中，相信单相半波可控整流电路会继续发挥重要作用，为电力系统的稳定运行和设备的正常工作提供强有力的支持。
单相桥式半空整流电路MATLAB仿真实验报告
一、单相桥式半控整流电路（电阻性负载）1．电路结构与工作原理（1）电路结构Tu1u2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3u R2.建模3．仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）α=60°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）α=90°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）4．小结尽管整流电路的输入电压U2是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正、负半周均能工作，变压器二次绕组正在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。
二、单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）1．电路结构与工作原理（1）电路结构L（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，处于关断状态。
假设电路已工作在稳定状态，则在0～α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。
2）在u2正半波的ωt=α时刻及以后：在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿a→VT1→L →R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，此时负载上有输出电压（u d=u2）和电流。
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。
2.建模3．仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）α=60°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）α=90°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）4．小结电路具有自续流能力，但实用中还需要加设续流二极管VD，以避免可能发生的失控现象。
三、单相桥式半控整流电路（带续流二极管）1．电路结构与工作原理（1）电路结构Tu2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3Ru RLulidVDud（2）工作原理接上续流二极管后，当电源电压降到零时，负载电流经续流二极管续流，是桥路直流输出端只有1V左右的压降，迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下，使晶闸管关断。
基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 12月 28日信息工程学院课程设计任务书2014年12月28日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要电力电子技术是一门诞生和发展于20世纪的崭新技术，在21世纪仍将以迅猛的速度发展。
以计算机为核心的信息科学将是21世纪起主导作用的科学技术之一。
本次单相半波可控整流电路设计是基于MATLAB的系统仿真设计。
本文是基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真，通过对单相的单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路、单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路和单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路这三种进行电路设计和仿真，通过对仿真图形进行分析，了解这三种电路的工作原理和性能。
关键字：MATLAB的系统仿真；可控整流电路；单相半波电路ABSTACTPower electronic technology is a birth and development in the new technology of the 20th century, in the 21st century will remain at the speed of rapid development. With the computer as the core information science will be one of the science and technology play a leading role in the 21st century. The single phase half wave controlled rectifier circuit design is the design of system simulation based on MATLAB.This paper is the design and Simulation of Matlab single phase half wave controlled rectifier circuit based on single phase, by single phase half wave controlled rectifier (resistive load) circuit, single phase half wave controlled rectifier circuit (resistive inductive load) circuit and single phase half wave controlled rectifier circuit (resistance of inductive load and freewheeling diode) circuit the three circuit design and simulation, through the simulation graph analysis, understand the working principle and performance of the three circuit.Key words: MATLAB system simulation; controllable rectifier circuit; single phase half wave circuit目录摘要 (4)关键字 (4)ABSTACT (5)Key words (5)1 绪论 (7)1.1半波整流简介 (7)1.2 本文研究的内容 (7)1.3 单相半波可控整流电路建模与基本参数 (7)2 单相半波可控整流电路（电阻性负载） (10)2.1 电路的结构与工作原理 (10)2.2 Matlab下的模型建立 (10)2.3 仿真结果与波形图分析 (11)2.4 小结 (13)3 单相半波可控整流电路（阻-感性负载） (14)3.1 原理图 (14)3.2 Matlab下的模型建立 (14)3.3 仿真结果与波形图分析 (15)3.4 小结 (17)4 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) (18)4.1 电路的结构与工作原理 (18)4.2 Matlab下的模型建立 (19)4.3 仿真结果与波形图分析 (19)4.4 小结 (21)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1半波整流简介变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。
单相半波可控整流电路
单相半波可控整流电路仿真1.纯电阻负载仿真模型：电路参数：触发角：0°输出电压波形：谐波分析触发角：30°输出电压波形：谐波分析触发角：60°输出电压波形：谐波分析2.阻感负载仿真模型：触发角：0°（1）L=1mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形：谐波分析（2）L=100mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形：谐波分析（3）L=100mH R=50Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析触发角：60°（4）L=1mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形：谐波分析（5）L=100mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形：谐波分析（6）L=100mH R=50Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析3.带续流二极管的阻感负载仿真模型：触发角：0°：（7）L=1mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析（8）L=100mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析（9）L=100mH R=50Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析触发角：60°：（10）L=1mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析（11）L=100mH R=5Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析（12）L=100mH R=50Ω输出电压波形：输出电流波形:谐波分析分析：随着触发角的增大，晶闸管在一个周期内的导通时间变短，输出电压为正值的时间相应变短，因此输出电压平均值减小（三种模型都是这样）。
纯电阻负载模型中，当触发角为0°，输出电压波形为规则的正弦半波，所以高次谐波中几乎没有奇次谐波，只含有少量的偶次谐波，随着触发角增大的，波形畸变程度越大，高次谐波含量增加，因此波形畸变率增大，而因为晶闸管导通角变小，输出电流脉动程度相应减小。
阻感负载模型中，随电感增大，输出电压中高次谐波含量降低，波形畸变率从而减小，同时由于续流能力更强，输出电压为负值的时间增大，因此输出电压平均值减小，因其阻碍电流变化的能力变强，电流脉动程度减小；电阻越大，在续流过程中电流衰减越快，输出电压波形畸变程度越大，因此波形畸变率增大，输出电压平均值增大，而电阻越大，输出电流幅值越小，脉动程度相应减小在有续流二极管的阻感负载模型中，由于电感和电阻大小不再影响输出电压波形，故输出电压与电感和电阻大小无关。
单相不控整流滤波仿真
1 单相半波不控整流仿真电路：参数：电源峰值U P=311V,有效值U=U P/1.414=220V,电源频率f为60HZ；负载电阻R=100Ω，滤波电容C=500uf，二极管D正向压降设为0V。
1)在不加滤波电容时，仿真结果为99V（平均值）,即输出直流电压为0.45倍有效值。
2)滤波电容选择：周期T=1/60，充放电时间参数RC是交流电周期3倍，则滤波电容C=3*T/100=500uf。
仿真结果输出平均电压为267.8V,即1.2倍有效值。
滤波电容为500uf时，负载两端电压波形加大滤波电容，C=1mf时，输出直流电压为288.2V，由波形图可以看出输出纹波变小，输出直流电压变大。
滤波电容为1mf时，负载两端电压波形滤波电容取很大很大时，输出直流电压为1.414倍有效值，充电时间太长，维持在最大值。
滤波电容为1f时输出直流电压波形滤波电容选择越大，滤波效果越好。
但是，电容越大，在充电时电流波形越恶劣，在前期流过电路的电流太大，损耗很大且易烧坏二极管（开通的时候对电容充电，时间相同，电容越大，冲电的电流就越大）。
电流波形如下示：滤波电容为500uf时流过二极管的电流波形滤波电容为1mf时流过二极管的电流波形至于流过负载的电流，就直接用输出直流电压值除以负载就是了。
2 单相桥式不控整流仿真电路：负载值还是100Ω。
1）不加滤波时，输出直流电压为0.9倍有效值，即0.9*220=198V；2）有滤波的时候，输出直流电压为0.9~1.4倍有效值。
滤波电容计算：电容的充放电时间为半波的一般，所以可以选择300uf左右，电容越大，输出电压越大越平稳;越小输出电压越小，纹波越大。
但是加大滤波电容，电源输出的电流尖峰很大，这点和半波整流一样。
无滤波时输入电流以及输出电压波形，U=198V滤波电容为300uf时电源输入电流以及负载电压波形，U=276.8V滤波电容为1mf时输入电流以及输出电压波形，U=298V减小或加大电阻，输出电压的变化与加大或减小电容时的变化是一致的，因为滤波电容的选择是RC与时间的关系。
单相半波可控整流电路设计(DOC)
电力电子技术课程设计说明单相半波可控整流电路设计学生姓名：学号:学生姓名：学号:学院: 计算机与控制工程学院专业: 电气工程及其自动化指导教师:2016 年月q匕大学课程设计任务2015/2016 学年第学期院: 计算机与控制工程学院业: 电气工程及其自动化姓名:课程设计题目: 单相半波可控整流电路设计起迄日期:2015年12月27日-2016年1月8日课程设计地点：德怀楼八层虚拟仿真实验室指导教师: 学科部副主任:F达任务书日期：2015 年12月26日课程设计任务书1 .设计目的:1）了解并掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力2）学习Visio绘图软件和Matlab仿真软件2.设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1）设计的电路为单相半波可控整流电路，负载为电阻负载。
2）已知参数：直流负载电阻R L=矩，单相交流电压U =100cos10^t （V），3）绘制电路原理图。
首先，分别分析并计算电阻两端平均电压U,=25V和U L =3W时，功率管相对应的触发角。
其次，按照原理图，在仿真软件中建立仿真模型，验证计算结果，结果应包含电阻两端平均电压U^25V和U L =30V时的电路工作的波形图。
并对仿真结果进行必要的文字分析。
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：1）根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，确定器件类型，可供选择的变流器件为晶闸管、Mosfet和IGBT,设计电路原理图；2）画出电路方框图，完成电路各部分的指标分配，计算各单元电路的参数和确定各元件的参数值，叙述主要元器件的功能及他们之间的控制关系和数据传输。
3）用Visio绘图软件绘制电路原理图4）利用Matlab仿真软件对电路图进行仿真分析。
课程设计任务24. 主要参考文献:石 玉.电力电子技术例题与电路设计指导.机械工业出版社.2003 张兴，张崇巍.PWM 整流器及其控制[M].北京：机械工业出版社，20125. 设计成果形式及要求:1）电路原理图2） Matlab 仿真电路结果图 3）课程设计说明书。
单相半波可控整流电路实验报告
一、实验目的1. 理解单相半波可控整流电路的工作原理。
2. 掌握单结晶体管触发电路的调试方法。
3. 研究单相半波可控整流电路在不同负载条件下的工作特性。
4. 计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
二、实验原理单相半波可控整流电路主要由变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路组成。
晶闸管在触发电路的控制下导通，实现交流电到直流电的转换。
通过调节触发电路，可以改变晶闸管导通的时刻，从而改变输出电压的平均值。
三、实验仪器与设备1. 单相半波可控整流电路实验板2. 直流电压表3. 直流电流表4. 交流电压表5. 单结晶体管触发电路6. 电源7. 负载电阻四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验板上的接线图，连接变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路。
2. 调试触发电路：调整触发电路的参数，确保晶闸管在适当的时刻导通。
3. 观察波形：使用示波器观察晶闸管各点电压波形，记录波形特征。
4. 测试不同负载：更换不同阻值的负载电阻，观察输出电压和电流的变化。
5. 计算平均值和有效值：根据实验数据，计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
五、实验结果与分析1. 电阻性负载：当负载为电阻时，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成正比。
随着控制角增大，输出电压降低，输出电流增大。
2. 电感性负载：当负载为电感性时，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成反比。
随着控制角增大，输出电压升高，输出电流降低。
3. 续流二极管：在电感性负载中，加入续流二极管可以改善输出电压波形，降低晶闸管的电流峰值。
六、实验结论1. 单相半波可控整流电路可以实现交流电到直流电的转换，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度有关。
2. 在电感性负载中，加入续流二极管可以改善输出电压波形，降低晶闸管的电流峰值。
3. 实验结果与理论分析基本一致。
七、实验心得1. 通过本次实验，加深了对单相半波可控整流电路工作原理的理解。
2. 掌握了单结晶体管触发电路的调试方法，提高了动手能力。
现代电力电子——单相半波可控整流电路
现代电力电子技学院：姓名：学号：术目录1 绪论 (1)电力电子实验仿真背景 (1)1.1.1 电力电子技术概述 (1)1.1.2 电力电子技术的应用 (1)1.1.3 国内外电力电子技术发展概况 (2)计算机仿真的意义 (4)本文研究的主要内容 (5)2 SIMULINK模型库及使用 (6)2.1 SIMULINK的模块库介绍 (6)2.2 电力系统模块库的介绍 (6)2.3 SIMULINK仿真的步骤 (7)3 交流-直流变流器(整流器)———单相半波可控整流电路 (9)3.1 电路结构与工作原理 (9)3.2单相半波可控整流电路建模 (9)3.3仿真与分析 (10)4 结论 (15)1 绪论电力电子实验仿真背景1.1.1 电力电子技术概述电能是现代工农业、交通运输、通信和人们日常生活不可缺少的能源。
电能一般分为直流电和交流电两大类，现代科学技术的发展使人们对电能的要求越来越高，不仅需要将交流电转变成直流电，直流电转变成交流电，以满足供电电源与用电设备之间的匹配关系，还需要通过对电压、电流、频率、功率因数夫和谐波等的控制和调节，以提高供电的质量和满足各种各样的用电要求，这些要求在电力电子技术出现之前是不可能实现的。
随着现代电力电子技术的发展，各种新型的电力电子器件的研究、开发和应用，使人们可以用电力电子变流技术为各种各样的用电要求提供高品质的电源，提高产品的质量和性能，提高生产效率，改善人们的生活环境。
将来从电网得到的工频电能大部分都需要经过电力电子装置的二次变换处理，电力电子的应用领域将越来越广阔。
1.1.2 电力电子技术的应用电力电子技术主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。
近年来，功率变流技术得到了迅猛发展，经过变流技术处理的电能在整个国民经济的耗电量中所占比例越来越大，成为其他工业技术发展的重要基础。
电力电子技术应用非常广泛，举例如下：(1)电气传动电力电子技术是电动机控制技术发展的最重要的物质基础，电力电子技术的迅猛发展促使电动机控制技术水平有了突破性的提高。
单相半波可控整流电路的设计
单相半波可控整流电路的设计一、引言单相半波可控整流电路是一种常见的电力电子设备，广泛应用于各种电源及调节系统中。
本文将对单相半波可控整流电路的设计进行深入的探讨，包括电路原理、设计步骤、参数计算等内容。
二、电路原理单相半波可控整流电路由半控桥和滤波电路组成。
半控桥由两个可控硅和两个二极管组成，可控硅用于实现整流操作，二极管用于构成半波整流电路。
滤波电路包括电感和电容，用于平滑输出电压。
三、设计步骤3.1 选择可控硅和二极管根据需求确定可控硅的额定电流和电压，选择合适的型号。
选取二极管时，应保证其耐压和额定电流满足需求。
3.2 计算滤波电感和电容值根据输出电流和输出电压的要求，选择合适的滤波电感和电容的值。
计算时应考虑电路中的损耗和纹波等因素。
3.3 计算电阻的值为了实现触发电路的控制，通常需要在可控硅的触发极上串联一个电阻。
根据触发电流和触发电压，计算电阻的值。
3.4 绘制电路图根据上述参数计算的结果，绘制单相半波可控整流电路的电路图。
确保电路图的连接正确，各元器件符合实际物理布局。
3.5 进行电路仿真使用电路仿真软件对所设计的电路进行仿真，验证电路的性能和稳定性。
根据仿真结果，对电路进行必要的调整和优化。
四、参数计算4.1 可控硅的额定电流和电压根据设备的需求和规格，确定可控硅的额定电流和电压。
一般情况下，可控硅的额定电流应大于实际电路中的最大电流值，额定电压应大于电路中的最大电压。
4.2 二极管的耐压和额定电流根据可控硅的额定电流和电压，选择合适的二极管。
二极管的耐压应大于电路中的最大电压，额定电流应大于可控硅的额定电流。
4.3 滤波电感和电容的值根据输出电流和电压的要求，计算滤波电感和电容的值。
电感和电容的计算公式为：电感值 L = (Vp - Vo) / (2 * π * f * I) 电容值 C = I / (2 * π * f * ΔV)其中，Vp为峰值输入电压，Vo为输出电压，f为频率，I为输出电流，ΔV为纹波电压。
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单相半波整流电路的仿真设计
单相半波整流电路是一种简单的整流电路，常用于将交流电转换成直流电。
本文将介
绍单相半波整流电路的工作原理、电路设计和仿真过程。
一、工作原理
单相半波整流电路由一个二极管、一个负载电阻和一个输入交流电源组成。
当交流电
流通过二极管时，只有一个半周期的正半周可以通过，而负半周则被阻断。
输出电流只有
正半周的部分，形成了一个近似于直流电的波形。
二、电路设计
1. 选择二极管和负载电阻的数值。
根据所需的输出电压和电流来选择合适的二极管
和负载电阻。
一般来说，二极管的额定电流应大于输出电流的两倍，负载电阻的阻值可以
根据输出电压和电流来计算得出。
2. 连接电路。
将二极管的阳极连接到输入交流电源的正极，阴极连接到负载电阻的
一端，负载电阻的另一端与输入交流电源的负极相连。
3. 确保电路接地。
为了保证电路的安全性和正常工作，需要将电路的某一点接地，
通常选择负载电阻的一端或者二极管的阴极作为接地点。
三、仿真设计
利用电路仿真软件进行单相半波整流电路的仿真设计，可以帮助我们更好地理解电路
的工作原理和性能。
1. 选择合适的电路仿真软件，如Multisim、LTSpice等。
2. 进行电路元件的建模。
根据所选软件的说明，选择合适的元件进行建模，包括二
极管和负载电阻。
3. 连接电路。
根据电路设计中的连接方式，将建模的元件连接起来。
4. 设置输入信号。
选择合适的输入交流电源，并设置其频率和幅值。
5. 运行仿真。
启动仿真程序，并观察输出电压和电流的波形。
6. 分析仿真结果。
根据仿真结果，分析输出波形的特点和性能，比如平均输出电压、纹波电压等。