半波整流電路

1、第2章 整流電路引言整流電路的分類整流電路的分類： 按組成的器件可分為按組成的器件可分為不可控不可控、半控半控、全控全控三種。三種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路橋式電路和和零式電路零式電路。 按交流輸入相數(shù)分為按交流輸入相數(shù)分為單相電路單相電路和和多相電路多相電路。按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路單拍電路和和雙拍電路雙拍電路。整流電路整流電路： 出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟姟?.1 單相可控整流電路2.1.1 單相半波可控整流電路圖2-1 單相半波可控整流電路及波形1 1）帶電阻負(fù)載的工作情況）帶電阻負(fù)

2、載的工作情況變壓器變壓器T起起變換電壓和變換電壓和電氣隔離的電氣隔離的作用。作用。電阻負(fù)載的特點電阻負(fù)載的特點：電壓：電壓與電流成正比，兩者波與電流成正比，兩者波形相同形相同。TVTRu1u2uVTudid 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路2.1.1 單相半波可控整流電路圖2-1 單相半波可控整流電路及波形1 1）帶電阻負(fù)載的工作情況）帶電阻負(fù)載的工作情況wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路控制角控制角a a ：從晶閘管開始承受正向陽極電壓：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到

3、施加觸發(fā)脈沖止的電角度起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用用a a表示表示,也也稱稱觸發(fā)角觸發(fā)角或或控制角控制角。導(dǎo)通角導(dǎo)通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度，用的電角度，用表示表示 。移相移相：改變觸發(fā)脈沖初相的時刻，即改變控：改變觸發(fā)脈沖初相的時刻，即改變控制角制角a的大小，稱為移相。的大小，稱為移相。移相范圍移相范圍：指觸發(fā)脈沖的移動范圍，它決定：指觸發(fā)脈沖的移動范圍，它決定了輸出電壓的有效變化范圍了輸出電壓的有效變化范圍 相控方式：相控方式：通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為直流輸出電壓大小的方式稱為相位

4、控制方式相位控制方式。2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 a a=0 0時，整流輸出電壓平均值為最大，時，整流輸出電壓平均值為最大，用用Ud0表示，表示，Ud=Ud0=0.45U2。 隨著隨著a a增大，增大，Ud減小，當(dāng)減小，當(dāng)a a=180時，時，Ud=0. VT的的a a 移相范圍移相范圍為為0 180 。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)a a 角即可控制角即可控制Ud的大小。的大小?；緮?shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系直流輸出電壓平均值為pawwp)(sin2212ttdUUdwwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00paaapwwp2

5、cos145. 0)cos1 (22)(sin221222UUttdUUdpaaapwwp2cos145. 0)cos1 (22)(sin221222UUttdUUd2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路2) 帶阻感負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況 圖2-2 帶阻感負(fù)載的 單相半波電路及其波形阻感負(fù)載的特點阻感負(fù)載的特點：電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。討論負(fù)載阻抗角j、觸發(fā)角a、晶閘管導(dǎo)通角的關(guān)系。2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路對單相半波電路的分析可基于上述方法進行：v當(dāng)VT處于斷態(tài)時，相當(dāng)于電路在VT處斷開，id=0。v當(dāng)VT處

6、于通態(tài)時，相當(dāng)于VT短路。單相半波可控整流電路的分段線性等效電路a)VT處于關(guān)斷狀態(tài) b)VT處于導(dǎo)通狀態(tài) a)b)VTRLVTRLu2u2電力電子電路的一種基本分析方法v通過器件的理想化，將電路簡化為分段線性電路。v器件的每種狀態(tài)對應(yīng)于一種線性電路拓?fù)洹?.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 當(dāng)VT處于通態(tài)時，如下方程成立：VTb)RLu2b) VT處于導(dǎo)通狀態(tài)tURitiLwsin2dd2dd（2-2）)sin()sin(tanjaqjajqe（2-4）v 初始條件：t= a ，id=0。求解式（2-2）并將初始條件代入可得v 當(dāng)t=+a 時，id=0，代入式（2-3）并整理

7、得 )sin(2)sin(22)(2djwjaawwtZUeZUitLR（2-3）22)( LRZwRLwjarctan其中 ，2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路續(xù)流二極管續(xù)流二極管u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)圖2-4 單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路及波形 當(dāng)u2過零變負(fù)時，VDR導(dǎo)通，ud為零，VT承受反壓關(guān)斷。 L儲存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流續(xù)流。 數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系(id近似恒為Id）ddVT2IIpap（2-5）d2dVT2)(21ItdIIpapwppa（2-6）ddVDRIIpap2（2-7）d22dVD2)(21RItdIIpapwpapp（2-8）2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 VT