单相不控整流电路

电力电子技术习题（附参考答案）一、单选题（共20题，每题1分，共20分）1、单相全控桥式整流电路电阻性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、150°B、180°C、120°D、90°正确答案：B2、电流型三相桥式逆变电路，120°导通型，则在任一时刻开关管导通的个数是不同相的上、下桥臂( )。

A、共三只B、共四只C、各一只D、各二只正确答案：C3、单相全控桥式整流电路大电感性负载中，控制角的最大移相范围是（）A、180°B、90°C、120°D、150°正确答案：B4、对于升降压直流斩波器，当其输出电压小于其电源电压时，有（）。

A、α无法确定B、0.5<α<1C、0<α<0.5D、以上说法均是错误的正确答案：C5、为了防止逆变失败，最小逆变角限制为（），单位为度。

A、30～35B、20～25C、10～15D、40～45正确答案：A6、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）A、减小至维持电流以下B、减小至擎住电流以下C、减小至门极触发电流以下D、减小至5A以下正确答案：A7、电力电子器件一般工作在（）状态A、开关B、放大C、开关和放大D、其他正确答案：A8、在晶闸管整流电路中，变压器二次侧所供给的有功功率P＝（）A、I2RdB、I2dRdC、UIdD、U2Id正确答案：D9、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。

A、PWMB、PAMC、SPWMD、SPAM正确答案：C10、在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区内的信号是（）A、干扰信号和触发信号B、干扰信号C、触发电流信号D、触发电压信号正确答案：B11、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）A、关断状态B、饱和状态C、不定D、导通状态正确答案：A12、单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是（）A、0度-90度B、0度C、90度-180度D、180度-360度正确答案：A13、IGBT属于（）控制型元件。

实验二单相桥式半控整流电路实验一．实验目的1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

2．熟悉MCL—05组件锯齿波触发电路的工作。

3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二．实验线路及原理见图4-6。

三．实验内容1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

3．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。

四．实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．MCL—05组件或MCL—05A组件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8．万用电表五．注意事项1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤（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U ct =0时，接通主电源。

然后逐渐增大U ct ，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把U ct 降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

3．注意示波器的使用。

4．MCL —33（或MCL —53组件）的内部脉冲需断开。

5．接反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁六．实验方法1．将MCL —05（或MCL —05A ，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL —18的U 、V 输出端（如您选购的产品为MCL —Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U 、V 输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。

单相、三相整流的输入电流与输出电流的关系简要分析单相和三相电容滤波不可控整流的输入电流、母线电流、输出电流之间的关系，最后给出简单的估算公式。

1、单相输入整流单相输入整流如下图1，δ为二极管的起始导电角，θ为导通角。

图1 电容滤波单相桥不控整流电路及波形（图形出处：《电力电子学---电力电子变换和控制技术》--陈坚）图中()2*sin()s v t Vs t ωδ=+，电流计算式如下：可以得到：变频器使用条件下，负载R 需要通过折算直流母线电流来确定。

sin δ约为母线电压最小值与额定值的比。

起始导电角、导通角、负载、电容间的关系如下表：sin()in t ωδ+。

（1）单相输入电流有效值忽略效率，假设输入功率等于输出功率，则Pin=Pout 。

Pin=Uin*Iin ，（电流电压均为有效值）。

*Uo*Io ，（Uo 为输出的线电压，Io 为输出电流）。

可得到*Io ，即单相输入的变频器，倍。

考虑功率因数时，Iin= *Io/cos γ。

（2）单相母线电流平均值in ，根据母线提供的功率等于输出功率，则**in d o o I I =，（S2变频器，Uin 为220V ，Uo 为220V ），2d o I I =，（ 1.22d o I I =） 单个二极管承受的电流平均值为母线电流平均值的一半。

（3）单相输入电流峰值输入电流类似与正弦波，只是导通角度减小，但周期和输入电压一致。

将输入电流的方向电流变为正后即为母线电流，所以输入电流峰值即为母线电流峰值。

输入电流峰值与负载和滤波电容有关，它们决定了导通角θ。

当负载在有感性负载如电机或直流电抗器的情况下，输入电流的波形类似于正弦半波。

函数y=Asin(wt)，通过积分计算可得到正弦半波的最大值与平均值的关系为2AV Ay π=，2AV MAX y y π=单相整流的输出电流周期为π，最大导通角为π，当导通角为θ时，2*AV MAXy y θππ=输出功率逆推得到母线电流平均值与波形计算值相等，d AV I y =，则输入电流最大值：()*in MAX o I I ππθ=考虑功率因数，则()**4cos o in MAX I I ππθλ=，（()*1.92*cos o in MAX I I πθλ=）根据经验，输入电流峰值为输出电流有效值的4-6倍左右，当有直流电抗器时，导通角度会增加，峰值会稍微降低。

单相全波不控整流输出电压与输入电压关系单相全波不控整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。

其输出电压与输入电压之间存在着一定的关系，本文将详细介绍这种关系。

我们需要了解单相全波不控整流电路的基本原理。

该电路由一个二极管桥和负载组成，二极管桥由四个二极管组成，分别为D1、D2、D3和D4。

当输入交流电源施加在二极管桥上时，根据二极管的导通特性，只有在输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才会导通。

导通的二极管将电流传输到负载上，从而实现了电流的单向传输。

在单相全波不控整流电路中，输出电压与输入电压之间存在一定的关系。

具体来说，输出电压等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降。

我们来看一下输入电压的特点。

在单相交流电源中，电压是随时间变化的，呈正弦波形。

我们通常用峰值电压（Vp）或有效值电压（Vrms）来表示交流电压的大小。

峰值电压是交流电压波形的最大值，有效值电压是交流电压波形的均方根值，其大小约为峰值电压的0.707倍。

而在单相全波不控整流电路中，输出电压的特点与输入电压有所不同。

由于二极管的导通特性，只有当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管才会导通，电流才能流过负载。

因此，输出电压的波形是输入电压波形的正半周。

具体来说，当输入电压大于二极管的正向压降时，输出电压等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降。

而当输入电压小于二极管的正向压降时，二极管不导通，输出电压为零。

需要注意的是，由于二极管的正向压降是固定的，所以输出电压的大小取决于输入电压的大小。

当输入电压的峰值较大时，输出电压也会相应增大；当输入电压的峰值较小时，输出电压也会相应减小。

除了输入电压的大小，负载的特性也会影响输出电压与输入电压之间的关系。

负载的电阻越小，输出电压的波动越小；负载的电阻越大，输出电压的波动也会越大。

单相全波不控整流输出电压与输入电压之间的关系可以用以下公式表示：输出电压 = 输入电压峰值 - 二极管正向压降需要注意的是，这个公式是在不考虑负载特性的情况下得出的。

单相、三相整流的输入电流与输出电流的关系简要分析单相和三相电容滤波不可控整流的输入电流、母线电流、输出电流之间的关系，最后给出简单的估算公式。

1、单相输入整流单相输入整流如下图1，δ为二极管的起始导电角，θ为导通角。

图1 电容滤波单相桥不控整流电路及波形（图形出处：《电力电子学---电力电子变换和控制技术》--陈坚）图中()2*sin()s v t Vs t ωδ=+，电流计算式如下：可以得到：变频器使用条件下，负载R 需要通过折算直流母线电流来确定。

sin δ约为母线电压最小值与额定值的比。

起始导电角、导通角、负载、电容间的关系如下表：sin()in t ωδ+。

（1）单相输入电流有效值忽略效率，假设输入功率等于输出功率，则Pin=Pout 。

Pin=Uin*Iin ，（电流电压均为有效值）。

*Uo*Io ，（Uo 为输出的线电压，Io 为输出电流）。

可得到Iin=*Io ，即单相输入的变频器，倍。

考虑功率因数时，Iin=*Io/cos γ。

（2）单相母线电流平均值in ，根据母线提供的功率等于输出功率，则**in d o o I I =，（S2变频器，Uin 为220V ，Uo 为220V ），d o I I =，（ 1.22d o I I =） 单个二极管承受的电流平均值为母线电流平均值的一半。

（3）单相输入电流峰值输入电流类似与正弦波，只是导通角度减小，但周期和输入电压一致。

将输入电流的方向电流变为正后即为母线电流，所以输入电流峰值即为母线电流峰值。

输入电流峰值与负载和滤波电容有关，它们决定了导通角θ。

当负载在有感性负载如电机或直流电抗器的情况下，输入电流的波形类似于正弦半波。

函数y=Asin(wt)，通过积分计算可得到正弦半波的最大值与平均值的关系为2AV Ay π=，2AV MAX y y π=单相整流的输出电流周期为π，最大导通角为π，当导通角为θ时，2*AV MAXy y θππ=输出功率逆推得到母线电流平均值与波形计算值相等，d AV I y =，则输入电流最大值：()*in MAX o I I ππθ=考虑功率因数，则()*cos o in MAX I I ππθλ=，（()*1.92*cos o in MAX I I πθλ=）根据经验，输入电流峰值为输出电流有效值的4-6倍左右，当有直流电抗器时，导通角度会增加，峰值会稍微降低。

一.单项半波不控整流电路
1.当电压为正半周时，二极管导通
2.当电压为负半周时，二极管截止
3.电路中电感的储能作用使二极管的导通角度增加了0
4.利用二极管的单相导电性实现整流
二.单相半波可控整流电路
1.为了控制导通时间，用晶闸管代替二极管
①当电压正半周，晶闸管导通还需要门极施加正的触发电流。

在此之前，负载两端电压为零。

②当电压正半周，晶闸管门极有正的触发电流，晶闸管导通。

此时负载两端电压等于电源电压。

③当电压负半周期，晶闸管反偏截止。

2.直流输出电压平均值
3.晶闸管承受的最大电压
当电压处于负半周最大值时，晶闸管承受的电压最大为:√2U
三.带阻感负载的单相半波可控整流电路
阻感负载的工作特点：电感对电流的变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不会发生突变。

1.0-wt1：
①.电压正半周，但是晶闸管门极没有触发电流，晶闸管截止。

②.晶闸管反偏，负载两端电压为零，晶闸管两端电压为电源电压U
2.wt1-Π
①.电压正半周，晶闸管门极有正的触发电路，晶闸管导通
②.晶闸管导通，负载两端电压为电源电压，晶闸管两端电压为零
3.Π-wt2
①.电源电压负半周，由于电感的作用，流过晶闸管的电流为正，晶闸管导通
②.晶闸管导通，负载两端电压等于电压电压，晶闸管两端电压为零
③.由于电感对电流的变化的抗拒作用，使得触发角a变大。

4.当晶闸管导通时，有：
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。

单相全波半控整流电路的组成和工作原理The single-phase full-wave half-controlled rectifiercircuit consists of several components that work togetherto convert alternating current (AC) into direct current (DC). These components include a transformer, diodes, thyristors, and a load resistor.在单相全波半控整流电路中，由几个组件共同工作以将交流电（AC）转换为直流电（DC）。

这些组件包括变压器、二极管、可控硅和负载电阻。

(1) Transformer: The transformer is responsible forstepping down the input AC voltage to the desired level. It consists of primary and secondary windings. The primary winding is connected to the AC source, while the secondary winding is connected to the rectifier circuit.(1) 变压器：变压器负责将输入的交流电压降低到所需水平。

它由主绕组和副绕组组成。

主绕组连接到交流电源，而副绕组连接到整流电路。

(2) Diodes: The function of diodes in this circuit is to allow current flow only in one direction. In a full-wave rectifier circuit, four diodes are arranged in a bridge configuration known as a bridge rectifier. This arrangement ensures that both halves of the AC signal are utilized during rectification.(2) 二极管：本电路中二极管的功能是只允许电流单向传导。

单相桥式不可控整流电路1. 单相桥式不可控整流电路工作情况桥式整流电路如图1所示，其中图（a）、（b）、（c）是它的三种不同画法。

它是由电源变压器、四只整流二极管D1~4和负载电阻R L组成。

四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。

桥式整流电路的工作原理如图2所示。

在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由T R次级上端经D1→ R L→D3回到T R次级下端，在负载R L上得到一半波整流电压。

在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由T r次级的下端经D2→ R L→D4回到T r次级上端，在负载R L上得到另一半波整流电压。

这样就在负载R L上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即U L = 0.9U2I L = 0.9U2／R L流过每个二极管的平均电流为I D= I L／2 = 0.45 U2／R L每个二极管所承受的最高反向电压为目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图1（c）的形式。

桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。

在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。

需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。

如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。

另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。

图3 示出了二极管并联的情况：两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。

总之，有几只二极管并联，"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。

电容滤波的不控整流电路在交—直—交变频器等电力电子电路中，大多采用不可控整流电路经电容滤波后提供直流电源给后级的逆变器，因此有必要对电容滤波的不控整流电路开展研究。

一、带电容滤波的单相不控整流电路图1为电容滤波的单相不可控整流电路，这种电路常使用在开关电源的整流环节中。

仅用电容滤波的单相不可控整流电路如图1a)所示。

在分析时将时间坐标取在u2正半周和ud的交点处，见图3-29c)。

当u2ud，VD1、VD4­导通，交流电源向电容C充电，同时也向负载Rd供电。

设u2正半周过零点与VD1、VD2开始导通时刻相差的角度为δ，则VD1、VD2导通后(1)ωt=0时，u20=uc0=ud0=，电容电流为（2）负载电流为（3）整流桥输出电流（4）0，向电容C充电，uc随u2而上升，到达u2峰值后，uc 又随u2下降，id减小，直至ωt=θ时，id=0，VD1、VD4关断，即θ为VD1、VD4的导通角。

令id=0，可求得二极管导通角θ与初始相位角δ的关系为（5）由上式可知θ＋δ是位于第二象限的角，故（6）ωt>θ后，电容C向负载R供电，uc从t=θ/ω的数值按指数规律下降（7）ωt=π时，电容C放电结束，电压uc的数值与ωt=0是的电压数值相等，即（8）将式（6）和的关系式代入上式，可得（9）整流电路的输出直流电压可按下式计算（10）在已知ωRC的条件下，可通过式（9）求起始导电角δ，在由式（6）计算导通角θ，最后可由式（10）求出整流电路输出直流电压平均值Ud。

3.4.2 带电容滤波的三相不控整流电路图2所示的是带电容滤波的三相桥式不控整流电路及其电压、电流波形。

a) b)c) L=0，ωRC= d) L>0，ωRC=e) L=0，ωRC0，ωRC<图2 带电容滤波的三相桥式不控整流电路及其电压、电流波形。