电工电子技术-单相半波整流电路

1.单相桥式全控整流电路（电阻性负载）

1.1单相桥式全控整流电路电路结构（电阻性负载）

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（电阻性负载）电路图如图1所示：

图1 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）

1.2单相桥式全控整流电路工作原理（电阻性负载）

1）在u2正半波的（0~ɑ）区间：

晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个晶闸管的漏电阻相等，则1TU=2TU=3TU=4TU=1/22U

2）在u2正半波的ωt=α

触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（ud=u2和电流输出，两者波形相位相同且uT1.4=0。此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则uT2.3=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4一直导通到ωt=α为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。

3）在u2负半波的（π~π+α）区间：

晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。此时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。

4）在u2负半波的ωt=π+α时刻：

触发晶闸管VT2、VT3，元件导通，电流沿b→VT3→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电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上，使其承受反压而处于关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到ωt=2π为止，此时电源电压再次过零，晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。 1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（电阻性负载）

单相桥式全控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图2所示：1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（电阻性负载）

主要内容

•稳压电源电路

•放大和振荡电路

•逻辑门电路

•晶闸管整流电路

第一部分直流稳压电源电路

•小功率直流稳压电源的组成：

整流变压器：把输入的交流电压变为整流电路所要求的交流电压值。整流电路：由整流器件组成，它把交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。滤波电路：把脉动的直流电变换为平滑的直流电供给负载。稳压电路：使整流输入电压尽可能少受电源波动或负载变化的影响而保持稳定的电路。

第一部分稳压电源电路

•整流电路单相整流电路半波整流

全波整流

桥式整流

三相整流电路半波整流

全波整流

桥式整流

•稳压电路

一、整流电路

不可控整流电路：晶体二极管，它具有单向导

电特性，应用二极管就可构成最简单的整流电

路。

在单相整流电路中，最基本的整流形式有半

波整流和应用最广泛的桥式整流，这些整流电

路都是利用二极管的单向导电性来将交流电变

换为直流电，因此二极管是构成整流电路的关

键器件。这种用作整流的二极管称为整流二极

管，简称整流管。

把二极管当作理想器件，即认为它正向导通

时电阻为零，反向截止时电阻为无穷大。

一、整流电路

1、单相半波整流电路

2、半波整流工作原理

•单相半波整流电路中，

•二极管只导通半个周期，另半个周期截止。

•在二极管导通时，输出脉动直流电压平均值：

UL≈0．45U2

•输出脉动直流电流平均值：

•二极管截止时，所承受的最大反向电压URM就是

u2

的峰值：LLLLRU

RUI245.0

224.12UUURM

3、单相全波整流电路构成

•单相全波整流电路的构成，在变压器二次侧有

一个中央抽头，U2为整个副侧电压的一半，电路中有两个二极管。

4、全波整流工作原理

1、当交流电源的波形处于正半周时，二极管V1导通，电流通

过下述路径：

电源+→V1→RL→整流变压器中间抽头

2、当电源的波形处于负半周时，V2导通，电流通过下述路径

：

电源+→V2→RL→变压器中间抽头

总之，流经Rc的电流的方向是相同的。

•RL两端输出电压平均值为U0=0.9U2 •当V1导通时，V2截止。这时整流变压器副绕组就接在V2的

电力电子技

1 实验二 单相桥式全控整流电路实验

一．实验目的

1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

3．熟悉NMCL—05(E)组件或NMCL—36组件。

二．实验线路及原理

参见图1-3。

三．实验内容

1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。

四．实验设备及仪器

1．教学实验台主控制屏；

2．NMCL—33组件；

3．NMCL—05(E)组件或NMCL—36组件；

4．MEL－03(A)组件；

5．NMCL—35组件；

6．双踪示波器（自备）；

7．万用表（自备）。

五．注意事项

1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱（或NMCL—36组件），故NMCL-33的内部脉冲需断，以免造成误触发。

2．电阻RD的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。

3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．NMCL-05(E)（或NMCL—36）面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。

5．逆变变压器采用NMCL—35组式变压器，原边为220V，副边为110V。

6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。

六．实验方法 电力电子技

单相桥式整流电路

1、基本概念

（1）整流电路原理。是利用二极管组成的电路将交流电压变为单

一方向脉动的电压。可分为单相和三相整流电路两种。三相整流电路

用于大功率直流电源，实际应用中大部分是单相整流电路。而单相整

流电路又分为单相半波和全波整流电路。半波整流电路输出脉动较大、

变压器利用率低，实际上多用单相桥式整流电路。

（2）整流二极管选用。

1）选用整流二极管时应使二极管的反向工作峰值电压URM>

UDRM。实际选用时URM2UDRM。通常前者是管子的参数，后者是管

子在实际电路中所承受的最高反向电压值。

2）选用整流二极管时应保证最大整流电流IF>ID。通常前者是管

子的参数，后者是管子在实际电路中的平均电流。

（3）几种常见整流电路的变压器副边电流有效值I的计算。1）单相半波整流

πdsin

π21

mπ

0mOIttII）（则有效值为

OOmπ

02

m57.1

2π

2dsin

π21

IIIttII）（）（2）单相桥式整流

π2

mOII则有效值为

OOmπ

02

m11.1

22π

2dsin

π1

III

ttII）（）（

（4）几种常见整流电路的输出电压、电流和二极管电流的计算。1）单相半波整流

22π

022π

0OO45.0

π2dsin

2π1d

π21

UUttUtUU）（）（

L2

LO

O45.0

RU

RU

I

L2

OD45.0

RU

II2）单相桥式整流

22π

022π

0OO45.0

π22dsin2

π1d

π21

UUttUtUU）（）（

L2

LO

O9.0

RU

RU

I

L2

OD45.0

21

RU

II

（5）几种常见整流电路二极管承受最大反向电压。1）单相半波整流

2DRM2UU2）单相桥式整流

2DRM2UU