整流电路(全)

VT1 VT4 导通，VT2 VT3关断→ ud=u2 uVT1=uVT4=0 uVT2=uVT3= -u2
VT2 VT3导通，VT1 VT4 关断→ ud=-u2 uVT1=uVT4= u2 uVT2=uVT3=0
VT1 VT4 与 VT2 VT3两组同时关断→ ud=0 uVT1=uVT4= 1/2u2 uVT2=uVT3= -1/2u2
i
2
VT2和VT3已经具备导通条件，
只待触发信号
0
wt
该状态可以保持到π+a时刻，即（π-π+a）时段
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的工作情况
4在t=π+a时刻，u2<0
VT2和VT3被触发导通 →uVT2=uVT3=0
u (i )
u
dd
d
i
d
→uVT1=uVT4=u2，VT1和VT4承受反压
2π
0
ₐ1
ₐ2
wt
u
g
该状态可以保持到2π时刻,即下个周
期开始
0
wt
u d
即（a2-2π）时段
+
0a i
d
+ wt
0
q
wt
u VT
0
wt
对比两类负载
T
u
u
1
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u
2
π
0
wt
u
g
感性负载，电流落后于电压
id没有降到维持电流之下 →VT会维持导通 负载电流不连续，平均值低
u 2
π
0
wt
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的工作情况
1在t=0+时刻，u2>0
uVT1+uVT4=u2→uVT1=uVT4=u2/2>0→
VT1和VT4具备导通条件，但未触发，
u (i )
u
dd
d
i
d
故关断
0
a
π
wt
uVT2+uVT3=-u2→uVT2+uVT3=-u2/2<0→ u VT 1,4
u (i )
u
dd
d
i
→uVT2=uVT3=-u2，承受反压→保持关断 d
VT2和VT3不具备导通条件，故关断
0a
π
wt
ud=u2 id=u2/R= i2
u
VT
1,4
0
wt
该状态可以保持到π时刻，即（0-π）时段
i
2
0
wt
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的工作情况
3在t=π时刻，u2过零
降至维持电流之下→VT关断
O
id=iVDR=Id iVT =0
uVT=u2<0 ud=0
2 时段
wt
Id wt
Id
p- a
p+a
wt
wt
wt
负载电流连续，平均值高， 设备能保持工作
三、阻感负载有续流二极管
u2
O ud
w t1
wt
3 在2π+时刻， uVT=u2>0 VT未触发， 继续续流回路L-R-VDR id=iVDR=Id iVT =0 uVT=u2<0 ud=0
0 u
d
+
0a i
d
wt
+ wt
0
q
wt
即（0-π）时段
u
VT
0
wt
3.1 单相半波可控整流电路 二、带阻感负载的工作情况
3在t=π时刻，
电压虽然过零，并变为负值，但是由 u 2
于电感的滞后作用→id不会立刻为零， 0 ₐ1
π
2π
p ₐ2
wt
会保持逐步下降状态→id没有降到维
u g
持电流之下→VT会维持导通→
O
wt
i VT
Id
O i VD R
p- a
p+a
wt
O
wt
u VT
O
wt
负载电流连续，平均值高， 设备能保持工作
三、阻感负载有续流二极管
u2
O ud
w t1
wt
O id
O i VT
2 在π+，时刻VDR优先导通，
开始续流回路L-R-VDR
O i VD R
uVT=u2<0且电流iVT=0，
O
u VT
整流电路
安阳工学院李正斌
整流电路： 出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。 它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的分类： 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路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或双向，又分为单拍电 路和双拍电路。
→VT2和VT3触发电流降到维持电流以下
u
d
i
dd
→VT2和VT3自然关断
d
2π
0 aຫໍສະໝຸດ Baiduπ π+a
2π+a w t
VT1和VT4未触发，承受反压→保持关断 u VT 1,4
→uVT1+uVT4=u2→uVT1=uVT4=u2/2>0
0
wt
→uVT2+uVT3=-u2→uVT2+uVT3=-u2/2<0
VT2和VT3不具备导通条件，故关断
0
wt
VT1 VT4和VT2 VT3都关断→ud=0 id=0
i
2
该状态可以保持到触发时刻，即（0-a）时段 0
wt
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的工作情况
2在t=a时刻，u2>0
VT1和VT4触发，被触发导通
→uVT1=uVT4=0
2 2 时段
O
wt
id
Id
O
wt
i VT
Id
O i VD R
p- a
p+a
wt
O
wt
u VT
O
wt
负载电流连续，平均值高， 设备能保持工作
阻感负载有续流二极管总结
u2
O ud
w t1
wt
O
wt
id
Id
O
wt
i VT
Id
O i VD R
p- a
p+a
wt
O
wt
u VT
O
wt
负载侧电流连续
VT承受的最大反向电压为 2U2 （VDR导通时加上的） VT承受的最大正向电压为 2U2 （VT未触发时）
i
2
VT1和VT4已经具备导通条件，
只待触发信号
0
wt
该状态可以保持到2π+a时刻，即（2π-2π+a）时段，开始新的循环
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的数量关系
Ud
1
2U2 sintd(t) 2
2U2 1 cos
2
0.9U
2
1
cos
2
a 角的移相范围为180
VDR承受的最大反向电压为 2U2 （VT导通时加上的）
VT的a 移相范围180
VT导通角为180 -a
变压器二次侧电流含直流分量
IVT
2
Id
IVDR
2
Id
有效值不讲？
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的工作情况
VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成一对桥臂， VT1 VT4 与 VT2 VT3两组不能同时导通→短路
wt
VT的a 移相范围为180。 wt VT导通角为180-a
a↑→Ud↓
wt
Ud永远大于等于零 变压器二次侧电流方向不变
阻感负载总结
u 2
π
0 u
g
0 u
d
+
0a i
d
0
q
u V T
0
负载侧有断流（看L的大小）
wt
VT承受的最大反向电压为 2U2
wt VT承受的最大正向电压为 2U2
+
a↑→Ud负面积↑→Ud↓→
π
2π
Oa
π+a
wt
VT2和VT3不具备导通条件，故关断 id
wt
总有一个时刻Ud=0
wt →VT的a 移相范围小于180
wt 变压器二次侧电流方向不变
三、阻感负载有续流二极管
u2
O ud
w t1
wt
1 在a时刻，触发VT导通， 回路T-VT-L-R-T id=iVT=Id ud=u2 iVDR=0 uVT=0 uVDR=-u2<0
时段
O
wt
id
Id
1
目录
3.1 单相半波可控整流电路
一、带电阻负载的工作情况
（使用晶闸管-半控器件）
T
1在t=0+时刻，
u
u
1
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u2>0,VT具备导通条件，但未触发， 故关断
uTV=u2，ud=0，id=0 该状态可以保持到触发时刻,
u
2
0 u
wt1 p
g
0 u
d
2p
wt
wt
即（0-wt1）时段
I dVT
1 2
Id
0.45 U 2 R
1 cos 2
u (i )
u
dd
d
i
d
2π
0 a π π+a
w
流过晶闸管的电流有效值：
u
VT
1,4
I VT
1
2
(
2U 2 sin t )2 d (t )
R
0
w
U2 2R
1
2
sin
2
i
2
0
w
变压器二次测电流有效值I2与输出
直流电流I有效值相等：
I I2
直流输出电压平均值为
Ud
1
2
2U2 sintd(t)
2U2
2
(1
cos
)
0.45U2
1
cos
2
VT的a 移变化范围为180→相范围为180
通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方 式称为相位控制方式，简称相控方式。 （绪论中讲过）
3.1 单相半波可控整流电路 二、带阻感负载的工作情况
0a
q
wt
u
VT
0
wt
3.1 单相半波可控整流电路
一、带电阻负载的工作情况
（使用晶闸管-半控器件）
T
2在t=wt1=a时刻，
u
u
1
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u2>0,VT具备导通条件，且触发，
u
2
故导通
0
wt
1
p
2p
wt
u
g
uTV=0，ud=u2，id=ud/R=u2/R
0
wt
整个过程中，电流与电压同相位，
R
u2>0,VT具备导通条件，未触发，
u
2
故关断 uTV=u2，ud=0=id
b)
0
wt
1
p
2p
wt
u
g
c)
0
wt
u
d
d)
0a
q
wt
u
VT
e)
0
wt
3.1 单相半波可控整流电路
基本数量关系
首先，引入两个重要的基本概念： 触发角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的 电角度，用a表示，也称触发角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示 。
1
(
2U2 sint)2d(t) U2
R
R
1
2
sin2
3.3 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
二 带阻感负载的工作情况
假设负载电感很大，平波作用较大 负载电流id连续且波形近似为一水平线。
u
1在t=a时刻，u2>0
2
O
wt
V
T
1
和
V
T
4
具
备
导
通
条
件
，
触
发
导
通
， u
d
→a-VT1-L-R-VT4-b
0 a π π+a 2π
w
→不具备导通条件，故关断
u
VT
1,4
→ud=-u2>0 id=-u2/R= i2>0
0
w
i
2
该状态可以保持到2π时刻，即（π+a-2π）时段
0
w
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的工作情况
5在t=2π时刻，-u2过零
id= i2=-u2/R=0
u (i )
id= i2=u2/R=0 →VT1和VT4电流降到维持电流以下→
u (i )
u
dd
d
i
d
VT1和VT4自然关断
0 a π π+a
wt
→uVT1+uVT4=u2→uVT1=uVT4=u2/2<0
u
VT
1,4
VT2和VT3未触发，承受反压→保持关断
0
wt
→uVT2+uVT3=-u2→uVT2+uVT3=-u2/2>0
u (i )
u
dd
d
对比单相半波全控整流电路
i
d
2π
Ud
0.45U2
1
cos
2
0 a π π+a
u
VT
wt
1,4
向负载输出的平均电流值为：
0
wt
i
Id
Ud
R
0.9U2
1 cos
2R
2
0
wt
3.2 单相桥式全控整流电路(半控器件晶闸管)
一 带电阻负载的数量关系
流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：
wt
即（0-a1）时段
u VT
0
wt
和电阻负载没有区别
3.1 单相半波可控整流电路 二、带阻感负载的工作情况
2在t=a1时刻，
u2>0,VT具备导通条件，且触发，
u 2
故导通→uTV=0，ud=u2
0 ₐ1
π
p
ₐ2
2π
wt
u
id由零开始增长，并落后于u2的变
g
化（感性负载，电流落后于电压）
该状态可以保持到π时刻,即电压过 零时刻
0
u d
uTV=0，ud=u2<0
+ 0
该状态可以保持到ₐ2时刻,即电流终于
i d
wt
+ wt
降到时刻，即（π-a2）时段
0 u
wt
VT
0
wt
3.1 单相半波可控整流电路 二、带阻感负载的工作情况
4 在t=ₐ2时刻，
id没降到维持电流之下→VT自然关断
u 2
→uTV=u2<0，ud=0，id=0
π
阻感负载的特点：电感对电流变化
有抗拒作用，使得流过电感的电流
不发生突变。就是电流的增大或减
u 2
少有个过程，不能突变。
π
2π
0
ₐ1
ₐ2
wt
u
g
1在t=0+时刻，
u2>0,VT具备导通条件，但未触 发，故关断
0 u
d
+
wt +
uTV=u2，ud=0，id=0
0a i
wt
d
该状态可以保持到触发时刻,
0
q
b)
0
wt
1
p
2p
wt
u
然关断
g
c)
0
wt
uTV=u2承受反压，ud=0，id=0
u
d
d)
该状态可以保持到u2过零2P时刻,
0a
q
wt
即（P-2P）时段
u
VT
e)
0
wt
3.1 单相半波可控整流电路 一、带阻感负载的工作情况
（使用晶闸管-半控器件） T
4在t=2P时刻，
a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
u g
0 u
d
0a
q
u
VT
wt
0
u d
+
wt
0a
i d
wt
+ wt
0
wt
0
q
wt
u VT
电流与电压同相位，
晶闸管电流降到维持电流以下
0
wt
→自然关断
负载电流不连续，平均值低
等待十分钟
电阻负载负载总结
T
u
u
1
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u
2
0 u
g
0 u
d
0a u
VT
0
π
q
负载侧有断流
wt VT承受的最大反向电压为 2U2 VT承受的最大正向电压为 2U2
u
d
过峰值后在逐渐减小
0a
q
wt
u
VT
该状态可以保持到u2过零时刻,
0
wt
即（wt1-P）时段
3.1 单相半波可控整流电路 一、带电阻负载的工作情况
（使用晶闸管-半控器件） T
3在t=P时刻，
a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u2=0,id=ud/R=u2/R=0,
u
2
晶闸管电流降到维持电流以下→自