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整流电路(全)

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(完整版)单相桥式整流电路

(完整版)单相桥式整流电路
第三节 单相整流、滤波电路
复习：
你知道吗？我们现在用的电源是什么电源？
什么是交流电？
➢大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压——交流 电流或交流电压——统称为交流电。
➢最常用的是交流电：大小和方向都随时间按正弦规律变 化。——正弦交流电。
实际电子电路需要的是直流电流。
整流电路 所以就需要把交流电变换成直流电流——
。
第三节 整流电路
➢整流——将交流电流变换成单向脉动电流的过程 ➢整流电路——实现这种功能的电路
利用二极管的单向导电特性可实现单相整流和三相整流。 单相整流电路多用于小容量（200W以下）整流装置中，三相整流 电路在大容量整流装置中
二极管可以看成是理想开关：当二极管导通时相当于开关闭合，截
止时相当于开关断开。也就是说我们在分析电路时可以忽略二极管正 向导通电阻。
4、单相半波整流电路的二极管的选用
（1）最大整流电流： IFM IL
（2）最高反向工作电压：VRM 2V2
二、单相桥式全波 整流电路
单相桥式全波整流电路
整流的目的：变交流电为脉动的直流电
复习：单相半波整流电路
半波整流电路优点电路简单，使用元件 少，缺点是输出电压波动大，效率低。
二、单相桥式全波整流电路
一、单相半波整流电路 1．电路组成
2．工作原理
第三节 整流电路
变压器、 二极管和 用电器（负载电阻）
正半周时，设A为“+”， B为“-”V处于导通有 电流流过负载。如果忽 略二极管的正向压降， 此时负载上的电压vL=v2。
2．工作原理
第三节 整流电路
负半周时，A为负，B 为正，V处于截止。忽 略二极管的漏电流， 此期间无电流流过负 载RL，此期间负载上 的电压vL=0。

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路是一种典型的多相变流器结构。

其概念是利用三个桥式变换器，并将三相电源转换成多脉冲的直流电压或电流。

三相桥式全控整流电路可以满足多种多种
应用场合的需求。

三相桥式全控整流电路具有输出电流均衡、无影响源特性和可靠性等优点。

结构简单，尺寸小，失压开关控制，可靠性高，功率非常低，因此可以有效减少处理器的使用，降低
成本。

控制电路精确，可以实现功率的精确控制，提高了净输出功率的效率。

电阻元件高
度可调，可以对输出电流进行良好的控制，从而获得更好的控制性能。

三相桥式全控整流电路结构简单，可以有效控制输出电流，并且可以满足输出频率和
脉宽调节等多种需求。

但它也有一定的局限性，如功率范围较小，无法处理较大的功率负载。

三相桥式全控整流电路是一种常用的多相变流器。

它结构简单，控制精度高，稳定性好，可以有效解决处理多种应用场景的需求，在工业自动化等领域有广泛的应用。

整流电路大全

整流电路大全

整流电路大全9.3.7 正、负极性全波整流电路及故障处理如图9-24所示是能够输出正、负极性单向脉动直流电压的全波整流电路。

电路中的T1是电源变压器，它的次级线圈有一个中心抽头，抽头接地。

电路由两组全波整流电路构成，VD2和VD4构成一组正极性全波整流电路，VD1和VD3构成另一组负极性全波整流电路，两组全波整流电路共用次级线圈。

图9-24 输出正、负极性直流电压的全波整流电路1．电路分析方法关于正、负极性全波整流电路分析方法说明下列2点：（1）在确定了电路结构之后，电路分析方法和普通的全波整流电路一样，只是需要分别分析两组不同极性全波整流电路，如果已经掌握了全波整流电路的工作原理，则只需要确定两组全波整流电路的组成，而不必具体分析电路。

（2）确定整流电路输出电压极性的方法是：两二极管负极相连的是正极性输出端（VD2和VD4连接端），两二极管正极相连的是负极性输出端（VD1和VD3连接端）。

2．电路工作原理分析如表9-28所示是这一正、负极性全波整流电路的工作原理解说。

表9-28 正、负极性全波整流电路的工作原理解说3．故障检测方法关于这一电路的故障检测方法说明下列几点：（1）如果正极性和负极性直流输出电压都不正常时，可以不必检查整流二极管，而是检测电源变压器，因为几只整流二极管同时出现相同故障的可能性较小。

（2）对于某一组整流电路出现故障时，可按前面介绍的故障检测方法进行检查。

这一电路中整流二极管中的二极管VD1和VD3、VD2和VD4是直流电路并联的，进行在路检测时会相互影响，所以准确的检测应该将二极管脱开电路。

4．电路故障分析如表9-29所示是正、负极性全波整流电路的故障分析。

表9-29 正、负极性全波整流电路的故障分析9.3.8 正极性桥式整流电路及故障处理桥式整流电路是电源电路中应用量最大的一种整流电路。

如图9-25所示是典型的正极性桥式整流电路，VD1～VD4是一组整流二极管，T1是电源变压器。

整流电路

整流电路
二极管的应用



二极管构成的整流电路 整流：将交变电流变为脉动直流的过程 就叫整流。 整流电路：能实现上述功能的电路就叫 整流电路。 整流电路的构成：变压器、整流二极管 （核心元件）、负载三部分。
整流电路分类

单相半波整流电路
单相全波整流电路 单相桥式整流电路


二、单相整流电路
1.单相半波整流电路
u2
D3
D1
D2
RL
u2>0 时 D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: A D1 RLD3B
t
u2<0 时
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B D2 RLD4A
uo
uD4,uD2
uD3,uD1
输出是脉动的直流电压！
t
uo
t
几种常见的硅整流桥外形：
~ + ~ ~ + ~ + A C -
造成短路烧毁变压器！ 交直流管脚用错将如何？ 交直流交换接线端后 变为半波整流？
(4) 实际的稳压电源采取的改进措施
+ UI
R3
T1 T2 UZ
R RW1
R1 RW
+
_
RW2 UB2 R 2
RL
UO
_
集成化集成稳压电源 1. 比较放大级采用差动放大器或集成运放 2.调整管采用复合三极管 3. 采用辅助电源(比较放大部分的电源) 4. 用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益 5. 内部加短路和过热保护电路
a u2 b
u1
uo
RL uo uD
输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )： uD D T a io u o u1 u2 RL uo

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路

小结:
❖ 7. 为确保电源合闸或电流断续情况正常工作， 触发脉冲应采用双脉冲或宽度不小于60度旳 宽脉冲。
❖ 8. 在负载电流连续时，每个SCR导通120度； 三相桥式全控电路旳整流电压在一种周期内 脉动六次，对于工频电源,脉动频率为 6×50HZ＝300Hz，比三相半波时大一倍。
小结:
❖ 9. 整流后旳输出电压为两相电压相减后旳波 形，即线电压。
❖ 此时，因为输出电压Ud波形连续, 负载电流波形也连续
❖ 在一种周期内每个晶闸管导通 120o，输出电压波形与电感性负 载时相同。
电阻性负载控制角α>60度
❖ 以控制角等于90度为例， 线电压过零时，负载电 压电流为0, SCR 关断， 电流波形断续
T+a,T-b导经过程
T+a,T-c导经过程
❖ 三相桥式电路中变压器绕组中，一周期既有正向电 流，又有反向电流，提升了变压器旳利用率，防止 直流磁化
❖ 因为三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路旳 串联，所以输出电压是三相半波旳两倍。
一.电感性负载电感性负载
❖ 设电感足够大， ❖ 负载电流连续。 ❖ 1.控制角α=0 ❖ 相当于六个二极管整流
可控整流电路
三相桥式全控整流电路
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: ❖ 共阴极三相半波+共阳极三相半波。
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: （输出串联构成）
三相桥式全控整流电路
❖ 共阴极组电路和共阳极组电路串联，并接到变压器 次极绕组上
❖ 两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均 值相等，零线中流过电流为零
❖ ◆输出电压旳脉动较小（6脉波/周期）； ❖ ◆变压器利用率高，无直流磁化问题； ❖ ◆最常用（大容量负载供电，电力拖动系统）

整流全桥电路

整流全桥电路

全桥整流电路全桥整流电路图：全桥整流电路图看完了全桥整流电路图，我们再来看一个关于全桥整流电路问题实例：交流220v的全桥整流电路的输入端能否直接输入直流310v电源？为什么？能得到峰值为310伏的脉动直流电压。

如果得到纯直流电还要需要接电容电感等一系列的原件进行滤波。

得到310伏的电压不容易。

如果工作电压或电流超过了二极管的极限参数那都要损坏。

和多高电压多大电流无关。

前提是在正常的工作范围内。

得到的高压经整流过后得到的高电压一般可看作虚电压。

接上负载以后电压通常保持不再这个值。

这个你可以用低压试验试试看。

最后电子元件技术网再来给大家讲讲全桥式整流电路工作原理：电子系统的正常运行离不开稳定的电源，除了在某些特定场合下采用太阳能电池或化学电池作电源外，多数电路的直流电是由电网的交流电转换来的。

这种直流电源的组成以及各处的电压波形如图所示。

直流电源的组成图中各组成部分的功能如下：⑴电源变压器：将电网交流电压（220V或380V）变换成符合需要的交流电压，此交流电压经过整流后可获得电子设备所需的直流电压。

因为大多数电子电路使用的电压都不高，这个变压器是降压变压器。

⑵整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。

⑶滤波电路：利用储能元件电容器C两端的电压（或通过电感器L的电流）不能突变的性质，把电容C（或电感L）与整流电路的负载RL并联（或串联），就可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。

在小功率整流电路中，经常使用的是电容滤波。

⑷稳压电路：当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化，因此，稳压电路的作用是使整流滤波后的直流电压基本上不随交流电网电压和负载的变化而变化。

利用二极管的单向导电性组成整流电路，可将交流电压变为单向脉动电压。

本章为便于分析整流电路，把整流二极管当作理想元件，即认为它的正向导通电阻为零，而反向电阻为无穷大。

三相桥式全控整流电路


uc
ua
7
4.3 三相桥式全控整流电路
ua
ub
uc
ua
8
9
三相桥式全控整流电路
纯电阻负载运行参数分析
当 60o 时
（1）输出直流电压
3
Udav
2
6
6U2rm
s
sin(t
6
)d(t)
2.34U2rms
c
os
（2）晶闸管电流有效值
IVTrms
2
2
2[ 6
6U2rms sin(t )]2 d(t) U2rms
13
三相桥式全控整流电路
14
三相桥式全控整流电路
15
三相桥式全控整流电路
16
三相桥式全控整流电路
大电感负载运行参数分析
（1）整流输出直流电压平均值Udav
Udav
3
2
6
6U2rms
s
in(t
6
)d(t
)
2.34U2
பைடு நூலகம்rm
s
c
os
（2）整流输出直流电流平均值Idav（即为输出直流电流Id）
电力电子技术
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路
2
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路触发脉冲要求
（1）共阴极组和共阳极组的晶闸管各有一个同时导通； （2）触发脉冲按照管子的编号依次间隔60°； （3）启动过程或电流断续状态下，所有的管子均不导通，为保
证同时导通的两个晶闸管均有触发脉冲，采用两种方法： 方法1：使脉冲宽度大于60°（一般取80°～100°），称
Idavmin一般为额定输出的5%～10%

整流电路完整讲解

6/140
u2
b) 0
wt 1
p
2p
wt
ug
c) 0
wt
ud
d) 0
+
+
a
wt
id
e) 0
q
wt
uVT
f) 0
wt
图3-2 带阻感负载的单相半 波可控整流电路及其波形
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆电力电子电路的一种基本分析 方法 ☞把器件理想化，将电路简化 为分段线性电路。 ☞器件的每种状态组合对应一 种线性电路拓扑，器件通断状 态变化时，电路拓扑发生改变。 ☞以前述单相半波电路为例 √当VT处于断态时，相当 于电路在VT处断开， id=0。当VT处于通时， 相当于VT短路。两种情 况的等效电路如图3-3所 示。
T a) u1 u2
VT
u VT id ud R
u2 b) 0 ug 0 ud d) 0 u VT e) 0
wt
1
p
2p
wt
c)
wt
a
q
wt
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形 4/140
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变 但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半 波”整流。加之电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相， 故该电路称为单相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源 周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路。
Id U d 2 2U 2 1 cos a U 1 cos a 0.9 2 R pR 2 R 2
(3-10)
16/140
3.1.2 单相桥式全控整流电路

课件4----整流电路

整流电路是电源电路中的核心部分，它的作用是将交流电压通过 整流二极管转换成单向脉动性的直流电压，整流是将交流电压转换成 直流电压过程中的关键一步。 无论什么类型的电源电路，都需要整流电路来完成交流电至直流 电的转换。整流电路的类型比较少，但具体电路的变化比较多，电子 电路中基本的整流电路有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电 路。
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3．图解单相桥式整流电路
电 路 名 称
单相桥式整 流电路
电路原理图
波 形 图
单相桥式整流电路的变压器次级绕组不用设中心抽头，但要 用四只整流二极管。从整流电路的输出电压波形中可以看出，通 过桥式整流电路，可以将交流电压转换成单向脉动性的直流电压 ，这一电路作用同全波整流电路一样，也是将交流电压的负半周 转到正半周来。
工作原理
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图1-2-7 单相桥式整流电路波形图
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课题2
整流电路的应用
图1-2-8 单相桥式整流电路的电流通路
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(2）负载RL上直流电压和电流的计算
在单相桥式整流电路中，交流电在一个周期内的两个半波都有 同方向的电流流过负载，因此在同样的U2时，该电路输出的电流和电 压均比半波整流大一倍。 输出电压为：UL≈0.9U2 依据负载RL上的电压UL求得整流变压器副边电压：
流过负载RL的直流电流平均值：
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(3）整流二极管上的电流和最大反向电压
在桥式整流电路中，由于每只二极管只有半周是导 通的，所以流过每只二极管的平均电流只有负载电流的一 半，即
在单相桥式整流电路中，每只二极管承受的最大反向电 压也是u2的峰值，即

十例常见经典整流电路

图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益。

图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2。

图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3。

图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点。

图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计。

图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K。

图8的电阻匹配关系为R1=R2。

图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称。

图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性。

图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡。

精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态。

结论：虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种。

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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
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
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
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
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
+
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→
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
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
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
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，
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自然关断来自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
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
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
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
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
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