电容滤波的不可控整流电路精品PPT课件
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电容滤波的三相不可控整流电路2电容滤波的不可控整流电路在交-直-交变频器、不间断电源、开关电源等应用场合中,大都采用不可控整流电路经电容滤波后提供直流电源,供后级的逆变器、斩波器等使用。
目前最长用的是单相桥式和三相桥式两种接法。
由于电路中的电力电子器件采用整流二极管,故也称这类电路为二极管整流电路。
2.1 电容滤波的三相不可控整流电路在该电路中,当某一对二极管导通时,输出直流电压等于交流侧最大的一个,该线电压既向电容供电,也相负载供电。
当没有二极管导通时,由电容向负载放电。
1)直流电压与负载电阻额关系(只考虑稳态情况)0.1550.160.1650.170.1750.184004505005506000.1550.160.1650.170.1750.1840045050055060010Ω0.1550.160.1650.170.1750.184004505005506001Ω0.1550.160.1650.170.1750.180.1Ω分析仿真波形:1)空载时,输出的直流电压波形近似为直线,负载越大电压的纹波越严重;随着电阻的减小,电压的平均值越来越小,且负载为0.1Ω与1Ω时的输出电压波形都成为线电压的包络线。
2)电流波形和负载的关系(只考虑稳态时) -500500负载10Ω时a 相交流电流和直流电流00.010.020.030.040.050.060100200300-10001000负载1.67Ω时a 相交流电流和直流电流0.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550200400600-20002000负载0.5Ω时a 相交流电流和直流电流00.010.020.030.040.050.06050010001500分析仿真结果:随着负载的增大,直流侧的电流不断增大,且直流侧电流的起伏不断增大,纹波增加,负载为1.67Ω时,直流侧电流为断续和连续的临界状态;同时a 相电流也不断增大,并更接近正弦。
整流电路滤波电容1 整流电路的作用整流电路是指将交流电源输出的电压信号转换成直流电压信号的电路。
在电子设备中,很多电子元器件如二极管、三极管等只能工作在直流电压条件下,因此整流电路的作用非常重要。
2 整流电路中的滤波电容在整流电路中,交流电源输出的电压信号需要进行整流处理,但是由于整流过程中仍然存在纹波,需要通过滤波电容对直流电压进行平滑处理。
滤波电容的作用是在直流电压上表现出电容器的特性。
具体来说,滤波电容可以存储电荷并阻止电流的瞬变,从而使输出电压平稳。
滤波电容的常用类型有电解电容、陶瓷电容等。
其中,电解电容适合大容量的滤波应用,而陶瓷电容适合小电容的滤波应用。
3 滤波电容的选用选择合适的滤波电容需要考虑以下几个因素:3.1 容值滤波电容的容值决定了电容器所能存储的电荷,容值越大,则存储的电荷越多,滤波效果越好,但是也会增加成本和体积。
选择容值时需要根据需求的电容值及电路的工作电压决定。
3.2 电压等级滤波电容的电压等级需要大于整流电路中的最大工作电压,否则会造成电容器破裂或者损坏,对整个电路产生影响。
一般来说,滤波电容的电压等级可以适当留有余量,以增加电容器的使用寿命和可靠性。
3.3 ESR和ESLESR和ESL分别代表电容器的串联等效电阻和串联等效电感。
ESR 会导致电容器在高频范围内变为阻抗,并产生电压降或功率耗散,从而影响滤波效果;ESL则会对高频信号产生反弹和共振,从而进一步影响整个电路的性能。
因此,选用滤波电容时需要注意ESR和ESL的参数,尽量选择低ESR和ESL的电容器,以提高滤波效果和电路的稳定性。
4 滤波电容的安装滤波电容的安装需要注意以下几点:4.1 端子标记滤波电容一般有正负两个端子,需要正确地连接在整流电路的正负极上。
一般来说,电解电容的负极有标记,陶瓷电容没有标记,需要根据具体型号进行确认。
4.2 间距和热释放滤波电容的放置要与其他元器件保持一定的间距,以避免热量积累和热释放问题。
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。