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。

单相桥式整流原理单相桥式整流是一种常用的电路结构，它可以将交流电流转换为单相直流电流，并具有很高的效率。

本文旨在详细介绍单相桥式整流的原理。

单相桥式整流电路基于桥式结构，包括四个开关，分别为正对开关S1、S2和负对开关S3、S4。

桥式结构的电路配置方式是，正负对开关的一端接上交流电源，另一端接上静止模式，其中正对开关S1和S2会受到交流电源的控制，而负对开关S3和S4控制推拉变换，作为两个交流电源之间壁障，以阻止正负电流通过电路，使其可以接收合道电源，并将其转换为单相直流电源。

单相桥式整流电路的工作原理可以归结为三个步骤：（1）正负对开关在经历推拉状态变化时，两个交流电源之间的桥墩交叉耦合通过正负电流，通过四个开关，建立桥接关系。

与此同时，利用两个交流电源之间的电压差，使大电路中的交流电流转换为直流电流。

（2）由上述四个开关完成交流电源到直流电源的转换，电流从正向运行到负向运行，再从负向运行到正向运行。

（3）最后，电流从正向运行到负向运行，通过两个开关的控制，将单相直流电流输出到负载端。

要正常使用桥式整流电路，必须调整正负对开关的开关角度，使其保持在一定的时间内稳定的状态，以保证整流的有序进行。

此外，在单相桥式整流电路中，由于开关的控制精度和变化速度影响，会出现零序电流。

单相桥式整流电路以其结构简单，工作效率高，控制精度高等特点，已被广泛地应用于家用电器，照明，计算机等电子设备中。

尽管它具有许多优点，但仍存在一些问题。

例如，它有一定效率低下的缺点，也有可能引起热效应。

总之，单相桥式整流作为一种高效率的电路结构，具有高效率，结构简单，控制精度高等优点，已被广泛应用于电子设备中，但需要注意其存在的缺点，以保证它的安全使用。

目录第1章绪论 (1)1.1 什么是整流电路 (1)1.2 整流电路的发展与应用 (1)1.3 本设计的简介 (1)第二章总体设计方案介绍 (2)2.1总的设计方案 (2)2.2 单相桥式全控整流电路主电路设计 (3)2.3保护电路的设计 (5)2.4触发电路的设计 (9)第三章整流电路的参数计算与元件选取 (12)3.1 整流电路参数计算 (12)3.2 元件选取 (13)第四章设计总结 (15)4.1设计总结 (15)第五章心得体会 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。

滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

变压器设置与否视具体情况而定。

变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。

可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的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；按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路.1.2 整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶闸管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。

单相桥式整流电路计算公式(一)单相桥式整流电路计算公式1. 桥式整流电路简介桥式整流电路是一种常用的单相整流电路，由四个二极管组成，用于将交流电转换为直流电。

通过合理选择电阻和电容参数，可以实现不同的整流效果和输出波形。

2. 桥式整流电路计算公式输出电压平均值的计算公式输出电压平均值（V_avg）是桥式整流电路的重要参数，可以通过以下公式计算：V_avg = (2/π) * V_m其中，V_m为输入电压的峰值。

例如：假设输入电压的峰值为10V，则桥式整流电路的输出电压平均值为：V_avg = (2/π) * 10 ≈输出电流平均值的计算公式输出电流平均值（I_avg）也是桥式整流电路的重要参数，可以通过以下公式计算：I_avg = (2/π) * I_m其中，I_m为输入电流的峰值。

例如：假设输入电流的峰值为2A，则桥式整流电路的输出电流平均值为：I_avg = (2/π) * 2 ≈输出电压纹波系数的计算公式输出电压纹波系数（Ripple Factor）反映了输出电压的稳定程度，可以通过以下公式计算：R = (V_rms/V_avg) * 100%其中，V_rms为输出电压的有效值。

例如：假设输出电压的有效值为5V，输出电压平均值为，则桥式整流电路的输出电压纹波系数为：R = (5/) * 100% ≈ %3. 总结桥式整流电路是一种常用的单相整流电路，通过合理选择电阻和电容参数，可以实现不同的整流效果和输出波形。

通过以上计算公式，我们可以计算出输出电压平均值、输出电流平均值和输出电压纹波系数等重要参数，为电路设计和分析提供便利。

1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1.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O 〜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ω t=α时刻及以后：在ω t=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（ud=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。

3） 在u2负半波的（π ~ π + α）区间：当ω t=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管 VT1、VT4继续导通。

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, 接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。

两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）I!*-■\U/-1-kγ叫OO：Ow...0f ∣2√*-(b}≡r∣√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负半波的ω t=π +α时刻及以后：在ω t=π + α处触发晶闸管 VT2、VT3使其导通，电流沿 b →VT3→L →R → VT2→a →Tr 的二次绕组→ b 流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上， 负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。

此时电源电压反向加到 VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到下一周期ω t=2 π +α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：图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）興朋rgui—B∣÷ FtJιIU lPUIHTfrIflηi pr1 ⅛B -∣S ,T⅛∏Ftor2电源参数，频率50hz,电压100v ,如图3⅞⅛ BIQCk Parameter5： AC VoItage SOUrCe AC Voltage SOUrCe (mask) CIink)Ideal S l innSOidaI AC VOlt age SIDUrCe-图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V ,周期0.02,占空比10%,时相延迟α /360*0.02， 如图4图4.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置ApplyCancelHe ：IPVT2,VT3脉冲参数，振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟（α+180）/360*0.02,如图5⅝∣ Source BloCk Parameters: PUISe Generator2图5.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。

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所示图1、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~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正半波得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得二次绕组→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(π~π+α)区间:当ωt=π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ωt=π+α时刻及以后:在ωt=π+α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→b流通,电源电压沿正半周期得方向施加到负载上,负载上有输出电压(ud=-u2)与电流。

此时电源电压反向加到VT1、VT4上,使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α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: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,频率50hz,电压100v,如图3图3、单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数,振幅3V,周期0、02,占空比10%,时相延迟α/360*0、02,如图4图4、单相桥式全控整流电路脉冲参数设置VT2,VT3脉冲参数,振幅3V,周期0、02,占空比10%,时相延迟(α+180)/360*0、02,如图5图5、单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1、4单相桥式全控整流电路仿真参数设置(阻-感性负载)设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。

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2212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。

单相桥式全控整流电路实验报告一、实验目的1、熟悉单相桥式全控整流电路的工作原理。

2、掌握单相桥式全控整流电路在不同负载情况下的输出特性。

3、学会使用示波器等仪器观测电路中的电压、电流波形。

二、实验原理单相桥式全控整流电路由四个晶闸管组成，其电路图如下图所示：插入电路图在电源电压的正半周，晶闸管 VT1 和 VT4 承受正向电压，在触发脉冲的作用下导通，电流从电源的正端经 VT1、负载、VT4 流回电源的负端，负载上得到正电压；在电源电压的负半周，晶闸管 VT2 和VT3 承受正向电压，在触发脉冲的作用下导通，电流从电源的正端经VT2、负载、VT3 流回电源的负端，负载上得到负电压。

通过控制触发角α的大小，可以改变输出直流电压的平均值。

三、实验设备1、电力电子实验台2、示波器3、万用表4、电阻负载、电感负载四、实验内容及步骤（一）电阻负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。

2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。

3、逐渐增大触发角α，分别测量α=30°、60°、90°、120°、150°时的 Ud 和 U2，并记录相应的电压波形。

（二）电感负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。

2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。

3、逐渐增大触发角α，分别测量α=30°、60°、90°、120°、150°时的 Ud 和 U2，并记录相应的电压波形。

（三）反电动势负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。

2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。

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所示图1. 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（ud=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。

3）在u2负半波的（π~π+α）区间：当ωt=π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负半波的ωt=π+α时刻及以后：在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿b→VT3→L→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流。

此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α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：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，频率50hz，电压100v，如图3图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟α/360*0.02，如图4图4. 单相桥式全控整流电路脉冲参数设置VT2,VT3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（α+180）/360*0.02，如图5图5. 单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。