单相桥式不可控整流电路

单相桥式整流电路原理单相桥式整流电路是一种常见的电力电子电路，它可以将交流电转换为直流电。

在现代电子设备中，直流电是非常常见的电源形式，因此了解单相桥式整流电路的原理和工作方式对于电子工程师来说是非常重要的。

本文将介绍单相桥式整流电路的原理，包括其工作原理、电压波形、工作特性等方面的内容。

单相桥式整流电路由四个二极管组成，通常用于将交流电转换为直流电。

在正半周期内，D1和D2导通，而D3和D4截止，这样电流流过负载并产生正向电压；在负半周期内，D3和D4导通，而D1和D2截止，电流仍然流过负载并产生正向电压。

因此，单相桥式整流电路可以实现对交流电的整流作用，输出的电压波形相对平稳。

在单相桥式整流电路中，电流的方向是单向的，因此它可以实现对电压的整流。

在实际应用中，单相桥式整流电路通常用于小功率的电源供应，比如充电器、LED 驱动器等。

它的原理简单，成本低廉，因此在一些对成本要求较高的场合中得到广泛应用。

单相桥式整流电路的工作特性主要取决于输入交流电的频率和幅值。

在正常工作情况下，单相桥式整流电路可以实现较好的整流效果，输出的直流电基本上不带有交流成分。

然而，在输入交流电频率较低或者幅值较小的情况下，整流效果可能会受到影响，输出的直流电可能会带有较大的纹波。

为了改善单相桥式整流电路的输出纹波，通常会在输出端串联一个滤波电容。

这样可以使输出的直流电更加稳定，减小纹波的幅值。

此外，还可以通过选择合适的二极管和电容参数来优化整流电路的性能，使其适应不同的工作环境和要求。

总的来说，单相桥式整流电路是一种简单而有效的电力电子电路，它可以实现对交流电的整流作用，输出稳定的直流电。

在电子设备中得到了广泛的应用，对于电子工程师来说，了解其原理和工作特性是非常重要的。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。

1 单相半波不控整流仿真电路：参数：电源峰值U P=311V,有效值U=U P/1.414=220V,电源频率f为60HZ；负载电阻R=100Ω，滤波电容C=500uf，二极管D正向压降设为0V。

1)在不加滤波电容时，仿真结果为99V（平均值）,即输出直流电压为0.45倍有效值。

2)滤波电容选择：周期T=1/60，充放电时间参数RC是交流电周期3倍，则滤波电容C=3*T/100=500uf。

仿真结果输出平均电压为267.8V,即1.2倍有效值。

滤波电容为500uf时，负载两端电压波形加大滤波电容，C=1mf时，输出直流电压为288.2V，由波形图可以看出输出纹波变小，输出直流电压变大。

滤波电容为1mf时，负载两端电压波形滤波电容取很大很大时，输出直流电压为1.414倍有效值，充电时间太长，维持在最大值。

滤波电容为1f时输出直流电压波形滤波电容选择越大，滤波效果越好。

但是，电容越大，在充电时电流波形越恶劣，在前期流过电路的电流太大，损耗很大且易烧坏二极管（开通的时候对电容充电，时间相同，电容越大，冲电的电流就越大）。

电流波形如下示：滤波电容为500uf时流过二极管的电流波形滤波电容为1mf时流过二极管的电流波形至于流过负载的电流，就直接用输出直流电压值除以负载就是了。

2 单相桥式不控整流仿真电路：负载值还是100Ω。

1）不加滤波时，输出直流电压为0.9倍有效值，即0.9*220=198V；2）有滤波的时候，输出直流电压为0.9~1.4倍有效值。

滤波电容计算：电容的充放电时间为半波的一般，所以可以选择300uf左右，电容越大，输出电压越大越平稳;越小输出电压越小，纹波越大。

但是加大滤波电容，电源输出的电流尖峰很大，这点和半波整流一样。

无滤波时输入电流以及输出电压波形，U=198V滤波电容为300uf时电源输入电流以及负载电压波形，U=276.8V滤波电容为1mf时输入电流以及输出电压波形，U=298V减小或加大电阻，输出电压的变化与加大或减小电容时的变化是一致的，因为滤波电容的选择是RC与时间的关系。

一、填空题1、电力变换通常分为四大类，即交流变直流、直流变交流，直流变直流、交流变交流。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高，和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。

4、逆变电路可以根据直流侧电源性质不同分类，当直流侧是电压源时，称此电路为__电压型逆变电路_____，当直流侧为电流源时，称此电路为___电流型逆变电路_____。

5、在正弦波和三角波的自然交点时刻控制开关器件的通断，这种生成SPWM 波形的方法称_自然采样法_______，实际应用中，采用___规则采样法_____来代替上述方法，在计算量大大减小的情况下得到的效果接近真值。

二、选择题1、电流型逆变器中间直流环节贮能元件是( B )A.电容B.电感C.蓄电池D.电动机2、升降压斩波电路，输入电压是48V，为了获得12V输出电压，且不考虑开关损耗时，导通占空比必须控制在（ D ）。

A、1B、0.5C、0.4D、0.23、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( D )A．90° B．120° C．150° D．180°4、普通的单相半控桥式整流装置中一共用了（ A ）晶闸管。

A. 一只，B. 二只，C. 三只，D. 四只。

5、电容滤波的单相桥式不可控整流电路，串联滤波电感，其交流侧谐波组成有哪些规律（A ）。

A、谐波次数为奇数B、谐波次数为偶数C、谐波次数越高，谐波幅值越大D、越大，谐波越大6、以下哪种换流方式适用于全控型器件（A ）。

A、器件换流B、电网换流C、负载换流D、强迫换流7、电压型半桥逆变电路，带纯电阻负载时，为了调节输出电压，从控制方法上可以采用（B ）。

A、移相调压方式B、改变正负脉冲宽度的方法C、改变负载值的方法D、改变输入电压值的方法8、CUK斩波电路，输入电压是12V，为了获得48V输出电压，且不考虑开关损耗时，导通占空比必须控制在（ C ）。

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,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。

但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大，电流中谐波分量相应增大，因此功率因素很低。

把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就构成了PWM整流电路。

通过对PWM 整流电路的适当控制，可以使其输入电流非常接近正弦波，且和输入电压同相位，功率因素近似为1。

这种整流电路称为高功率因素整流器，它具有广泛的应用前景。

关键词：晶闸管，单相桥式电路，整流第一章设计要求及方案的选择1.1设计任务1、进行设计方案的比较，并选定设计方案；2、完成单元电路的设计和主要元器件说明；3、完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择；4、驱动电路的设计,保护电路的设计；1.2设计要求1、负载为感性负载L=700mH,R=500欧姆.2、电网供电电压为单相220V；3、电网电压波动为+5%－-10%；4、输出电压为0～100V.。

1.3 整体方案的选择单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。

下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。

单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。

弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（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。

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，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。

单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。

MATLAB作业
单相不可控整流电路
1.工作原理
单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图所示。

在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。

根据电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。

当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。

在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。

单相桥式不可控整流电路图
2.参数计算
交流电压2=V2sinωt
负载直流电压V L=1.2V2=320V
时间常数dτ=R L C=4T/2=2T
额定功率P N=UI L=1KW
由上述公式得：电源有效值V2=V L/1.2=320/1.2=266.7V
负载电阻R L=U²/P N=320²/1000=102.4Ω
滤波电容C=2T/R L=0.04/102.4=390 uF 3.仿真
电路图：
波形图:
图中蓝线是交流电源电压VS，红线是交流电源电压有效值V2;图中黄线是输出直流电压c ，紫线是输出直流电压有效值V c。

上图为交流电源电压VS的取值
上图为整流二极管D1的取值
上图为整流二极管D2的取值
上图为整流二极管D3的取值
上图为整流二极管D4的取值
上图为滤波电容C的取值
上图为负载电阻R的取值。

第2章整流电路填空题：1.电阻负载的特点是________，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________。

2.阻感负载的特点是________，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，其承受的最大正反向电压均为________，续流二极管承受的最大反向电压为________（设U2为相电压有效值）。

3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带阻感负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个________。

4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角时，晶闸管的导通角=________; 当控制角小于不导电角时，晶闸管的导通角=________。

5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与________的波形基本相同，只是后者适用于________输出电压的场合。

6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于________，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，使负载电流连续的条件为________(U2为相电压有效值)。

7.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差________，当它带阻感负载时，的移相范围为________。

8.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是________的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是________的相电压；这种电路角的移相范围是________，u d波形连续得条件是________。

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。