单相半控桥式整流电路

摘要随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定。

整流的基础是整流电路。

由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。

整流电路的应用十分广泛。

广泛的应用于直流电动机、电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源灯。

本设计研究了单相半控桥式整流电路，对整流电路的原理及特点进行了分析，对整流元件进行了参数计算并选择出了合适的器件。

本设计选择KJ004集成触发器做为晶闸管的触发电路，详细的介绍了KJ004的工作原理。

本设计还设计了合理的保护电路。

最后利用simulink搭建仿真模型。

关键词：半控整流，驱动电路，保护电路，simulink仿真单相半控桥式整流电路设计1 主电路的设计1.1设计目的(1)、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。

(2)、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。

(3)、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。

1.2整流电路的选择整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，整流电路是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。

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。

目录一、实验基本内容----------------------------------21.实验项目名称-----------------------------------2-----------------------------------23.实验完成目标-----------------------------------3二、实验条件描述-----------------------------------31.主要设备仪器-----------------------------------3三、实验过程描述-----------------------------------41.实现同步---------------------------------------42.半控桥纯阻性负载试验---------------------------43.半控桥阻-感性负载〔串联L=200mH〕实验-----------6四、实验仿真---------------------------------------9五、实验数据处理及讨论-----------------------------18六、实验思考---------------------------------------22一、实验基本内容：单相半控桥整流电路实验2.实验已知条件：单相半控桥整流电路如下图，图中晶闸管VT1,二极管VD4组成一对桥臂，VT3,VD2组成另一对桥臂，变压器u2加在桥臂的中间。

(1)阻性负载电源电压u2在〔0，α〕，VD2,VT3承受反向阳极电压处于截止状态，由于VT1未加触发脉冲而使VT1,VD4处于正向阻断状态，此时ud=0 , uVT1=u2, uVD2= -u2, uVT3=0, uVD4=0；wt=α时刻，触发VT1，VT1，VD4立即导通，VD2，VT3承受反向电压关断，此时ud= u2 , uVT1= 0, uVD2= -u2, uVT3=-u2, uVD4=0；u2在负半周〔π，π+α〕期间，VT3,VD2虽然承受正向阳极电压但由于门极没有触发信号而正向阻断，此时ud=0,uVT1=0,uVD4=u2,uVT3= -u2,uVD2=0; wt=π+α时刻触发VT3，则VT3,VD2，此时ud= u2，uVT1=-u2，uVD4=u2, uVT3=0, uVD2=0。

图1 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路改变电位器RP的数值可以调节输出脉冲电压的频率。

但是（RP＋R）的阻值不能太小，否则在单结晶体管导通之后，电源经过RP和R供给的电流较大，单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下，电容电压始终大于谷点电压，因此，单结晶体管就不能截止，造成单结晶体管的直通现象。

选用谷点电流大一些的管子，可以减少这种现象。

当然，（RP＋R）的阻值也不能太大，否则充电太慢，使晶闸管的最大导通角受到限制，减小移相范围。

一般（RP ＋R）是几千欧到几十千欧。

单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。

R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。

因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在10uf以下，所以触发脉冲的宽度必须在10uf以上。

如选用C＝0.1~1uF，R1=250~100Ω，就可得到数十微秒的脉冲宽度。

但是，若C值太大，由于充电时间常数（RP+R）C的最小值决定于最小控制角，则（RP+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。

如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。

一般规定，晶闸管的不触发电压为0.15~0.3V，所以上述电压不应大于这个数值。

脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。

如电源电压为20V，晶体管的分压比为0.5，则在单结晶体管导通时，电容器上的电压约为10V，除去管压降外，可以获得幅度为7~8V的输出脉冲电压。

根据上述数据，输出脉冲的宽度和幅度都能满足触发晶闸管的要求。

图1中的电阻R2是作温度补偿用的。

因为在U P＝U BB＋U D的式中，分压比几乎不随温度而变，而U D将随温度上升而略有下降。

这样，UP就要随温度而变，这是不希望的。

当接入R2（及R1）后，UBB是由稳压电源的电压UZ经R2、RBB、R1分压而得，而RBB 随温度上升而增大，因此在温度上升后，RBB增大，电流就减小，R1和R2上的压降也相应减小，UBB就增大一些，于是补偿了UD因温度上升而下降之值，从而使峰点电压UP保持不变⑴稳压管的作用是将整流电压uo变换成梯形波（削去顶上一块，所谓削波），稳定在一个电压值UZ，使单结晶体管输出的脉冲幅度和每半周产生第一个脉冲（第一个脉冲使晶闸管触发导通后，后面的脉冲都是无用的）的时间不受交流电源电压波动的影响。

单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路一.单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。

图1 单相全波可控整流电路及波形单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。

变压器不存在直流磁化的问题。

单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。

单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，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。

单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。

因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用1.电路结构图2.单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。

如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。

单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)2.电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。

其工作过程如下：a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。

b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。

c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。

d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。

VT3和VD4续流，u d又为零。

3.续流二极管的作用1)避免可能发生的失控现象。

2)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，其平均值保持恒定，称为失控。

单相桥式半控整流电路实验报告单相桥式半控整流电路实验报告引言：在电力系统中，整流电路是一种常见的电力转换器，用于将交流电转换为直流电。

单相桥式半控整流电路是一种常用的整流电路，具有简单、高效、可靠等特点。

本实验旨在通过搭建和测试单相桥式半控整流电路，深入了解其原理和性能。

实验装置和原理：实验中使用的装置包括变压器、整流电路、电阻、电感、电容、开关管等。

变压器用于将交流电源的电压变换为适合整流电路的电压。

整流电路由四个二极管和一个可控硅组成，其中二极管用于实现整流功能，可控硅用于实现半控功能。

电阻、电感和电容用于实现电路的滤波功能，使输出电压更加稳定。

实验步骤和结果：1. 搭建电路：按照实验指导书的要求，将变压器、整流电路、电阻、电容等元件连接起来，并接上交流电源。

确保电路连接正确无误。

2. 测试输出电压：将示波器连接到输出端，调节可控硅触发角度，观察输出电压的变化。

记录不同触发角度下的输出电压值。

3. 测试输出电流：将电流表连接到输出端，调节可控硅触发角度，观察输出电流的变化。

记录不同触发角度下的输出电流值。

4. 测试电路的滤波效果：将示波器连接到滤波电容的两端，观察输出电压的波形变化。

记录不同滤波电容下的输出电压波形。

根据实验结果，我们可以得到以下结论：1. 随着可控硅触发角度的增大，输出电压呈线性增长。

这是因为可控硅的导通时间增加，导致整流电路的导通时间增加，从而输出电压增大。

2. 随着可控硅触发角度的增大，输出电流呈非线性增长。

这是因为可控硅的导通时间增加，导致整流电路的导通时间增加，从而输出电流增大。

但当可控硅触发角度接近90度时，输出电流基本保持不变，因为此时整流电路的导通时间接近整个交流周期，无法进一步增大。

3. 增加滤波电容可以有效减小输出电压的波动，提高输出电压的稳定性。

这是因为滤波电容能够储存电荷，在整流电路导通时间短暂中释放电荷，从而平滑输出电压。

实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单相桥式半控整流电路的原理和性能。

单相桥式半控整流电路原理
嘿，朋友们！今天咱要来聊聊单相桥式半控整流电路原理啦！这玩意儿就像是电路世界里的神奇魔法，能把交流电变成直流电。

你想想看啊，家里的那些电器，不都需要直流电才能好好工作嘛。

单相桥式半控整流电路就像是个超级英雄，默默在背后工作，为电器们提供稳定的直流电！比如说，你正在用的手机充电器，里面可就有它的功劳呢！
那它到底是怎么工作的呢？简单来说，就是通过一些二极管和晶闸管的组合啦。

这就好像是一个团队在协作，每个成员都有自己的任务，大家一起合作，才能完成把交流电变成直流电这个大目标！哎呀，这是不是很神奇呢？就好比一个交响乐团，各种乐器一起奏响美妙的乐章！
在这个电路里，二极管就像是坚定的卫士，一直坚守岗位，让电流只能按照规定的方向流动。

而晶闸管呢，就像是个聪明的指挥官，可以控制电流的通断。

哇塞，这也太牛了吧！比如说，在一些需要调节电流大小的场合，晶闸管就发挥大作用啦，是不是很厉害？
来举个例子吧，咱家里的调光台灯，不就能调节亮度嘛，这背后可就有单相桥式半控整流电路在帮忙呢！它可以根据你的需要，控制台灯的亮度，是不是超级贴心？
单相桥式半控整流电路真的是电路世界里不可或缺的一部分啊！它就像是一个默默付出的无名英雄，虽然我们平时不太会注意到它，但它却一直在为我们的生活提供便利。

怎么样，现在是不是对它超感兴趣啦？我觉得，我们真应该好好感谢这些默默工作的电路元件，它们让我们的生活变得更加美好和方便呀！
总之，单相桥式半控整流电路原理真的太有趣了，值得我们好好去探索和学习！。