電力電子技術(shù)第五章.ppt

1、電 力 電 子 技 術(shù),Power Electronics,第5章 ACDC變換器,1,2,3,4,5,相控有源逆變電路,PWM整流電路,同步整流電路,6,基本內(nèi)容,凡能將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路統(tǒng)稱為整流電路，簡稱為AC-DC。 整流電路是出現(xiàn)最早的電力電子電路，自20世紀20年代至今已經(jīng)歷了以下幾種類型： 旋轉(zhuǎn)式變流機組（交流電動機-直流發(fā)電機組） 靜止式離子整流器和靜止式半導體整流器 整流電路有多種分類方法 按交流電源輸入相數(shù)來分類，可分為單相與多相整流電 按電路結(jié)構(gòu)來分類，可分為半波、全波與橋式整流電路 若按整流電路中使用的電力電子器件來劃分，可分為不控整流電路、相控電路、PWM整

2、流電路,5.1 概述,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流

3、電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,利用電力二極管的單相導電性可以十分簡單地實現(xiàn)交流直流電力變換。 由于二極管整流電路輸出的直流電壓只與交流輸入電壓的大小有關，不能控制其數(shù)值，故稱為不控整流電路。,5.2 不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4

4、 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,圖5-1 單相半波整流電路帶電阻性負載電路及波形,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波

5、相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,表5-1 單相半波不控整流電路電阻負載時各區(qū)間工作情況,不帶續(xù)流二極管的單相半波整流電路帶阻感負載電路及波形,5.2.1 單相不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2

6、.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路

7、,表5-2 單相半波不控整流電路阻感負載時各區(qū)間各區(qū)間工作情況,帶續(xù)流二極管的單相半波整流電路帶阻感負載電路及帶大電感負載電流波形波形,5.2.1 單相不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最

8、小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,表5-3 單相半波不控整流電路大電感負載帶續(xù)流二極管時各區(qū)間工作情況,半波整流負載電壓僅為交流電源的正半周電壓，造成交流電源利用率偏低，輸出脈動大，因此使用范圍較窄。,若能經(jīng)過變換將交流電源的負半周電壓也得到利用，即獲得圖5-2a中的負載電壓波形，則負載電壓平均值Ud可提高1倍，電源利用率大大提高。 采用單相全波整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,單相半波整流電路帶電阻性負載電路及波

9、形,圖5-2a 單相全波整流電路負載電壓波形,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.

10、3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,單相全波整流電路,圖5-2 單相全波整流負載電壓波形 a)單相全波整流電路負載電壓波形 b)單相全波整流電路 c)交流輸入正半周整流電路工作圖 d)交流輸入負半周整流電路工作圖,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流

11、電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋

12、式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,表5-4 單相全波整流電路各區(qū)間工作情況,圖5-3 單相橋式整流電路,圖5-2 單相全波整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控

13、整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,單相全波整流

14、電路必須要有一個帶中心抽頭的變壓器，且二極管承受的最高電壓為 。 為獲得全波整流電路的負載電壓波形，并克服全波整流電路的缺點，可采用橋式整流電路,a)單相橋式整流電路 b)交流輸入正半周單相橋式整流電路工作圖 c)交流輸入負半周單相橋式整流電路工作圖,5.2.1 單相不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變

15、壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路

16、5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,表5-5 單相橋式整流電路各區(qū)間工作情況,在單相輸入的AC-DC整流電路中，單相橋式整流電路應用極為廣泛。 半波整流電路交流電源電流是單方向的，電源變壓器存在直流磁化現(xiàn)象，是半波整流電路的應用不廣泛的

17、主要原因之一。 而橋式和全波電路電源電流雙向流動，使交流電源得到充分利用，也不存在電源變壓器直流磁化現(xiàn)象。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路

18、存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.1 單相不控整流電路,單相交流整流電路所能提供的功率通常限制在2.5kW以下，要求更大功率直流電源的設備就需要利用三相交流電源和三相整流電路，其中最普及的是三相橋式整流電路。 由于三相橋式整流電路多用于中、大功率場合，因此很少采用單個二極管進行組合，而多采用三相整流模塊，如圖5-4a所示。,圖5-4 三相橋式整流電路,5.2.2 三相不控整流電路,整流模塊,電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.

19、2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,共陰極組的3個二極管中陽極所接

20、交流電壓值最高的一個二極管導通； 共陽極組的3個二極管中陰極所接交流電壓值最低的一個二極管導通。 即任意時刻共陽極組和共陰極組中各有1個二極管處于導通狀態(tài)。,圖5-4 三相橋式整流電路和負載電壓波形,5.2.2 三相不控整流電路,電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變

21、電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,表5-6 三相橋式整流電路各區(qū)間工作情況,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.

22、3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.2 三相不控整流電路,將負載電壓ud波形中的一個周期分成6段，每段60，每段導通的二極管及輸出整流電壓的情況如表5-6所示。,交流電經(jīng)過二極管整流后方向單一，但是大小還是處在不斷地變化之中。這種脈動直流一般不能直接給裝置供電。

23、要把脈動直流變成波形平滑的直流，還需要再做一番“填平取齊”的工作，這便是濾波。 濾波的任務，就是把整流器輸出電壓或電流中的波動成分盡可能地減小，改造成接近恒定值的直流電。 常用的濾波電路有電容濾波電路、電感濾波電路和復式濾波電路。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路

24、 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.3 整流濾波電路,5.2.3 整流濾波電路,1電容濾波電路 將電容作為儲能元件,利用了電容兩端電壓不能突變的特點。 目前大量普及的微機、電視機等家電產(chǎn)品中所采用的開關電源中，通常都是在單相橋式不控整流橋后面并聯(lián)一個較大閥值的濾波電容，如圖5-5a所示。,圖5-5 電容濾波的單相橋式不可控整流電路及工作波形,5.1

25、概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式P

26、WM整流電路 5.6 同步整流電路,圖5-5 電容濾波的單相橋式不可控整流電路及工作波形,5.2.3 整流濾波電路,在t=0時刻，交流電壓u2高于電容電壓ud，二極管VD1和VD4導通，交流電源開始向電容C充電，并為負載提供能量； 電容電壓逐步升高，當整流橋輸出電壓低于電容電壓時，二極管VD1和VD4關斷，此后電容C放電，為負載提供能量，直至二極管VD2和VD3導通；該過程周而復始。,電路,負載電壓波形,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1

27、移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.3 整流濾波電路,圖5-5 電容濾波的單相橋式不可控整流電路及工作波形,電路,負載電壓波形,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1

28、單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,負載

29、固定的情況下，電容器C的容量越大，充電和放電所需要的時間越長。 空載時，由于電容C儲存的電荷無法釋放， 。重載時由于負載電阻值很小，Ud逐漸趨向于0.9U2。 顯然，電容C的容量越大，濾波效果越好，輸出波形越趨于平滑，輸出電壓Ud也越高。但是，當電容容量達到一定值以后，再加大電容容量對提高濾波效果已無明顯作用。,5.2.3 整流濾波電路,2電感濾波電路 電容濾波電路利用了電容兩端電壓不能突變的特點，可實現(xiàn)電壓平滑。 電感濾波電路則是利用電感兩端的電流不能突變的特點，使輸出電流平滑。 電感有電流平波作用。電感濾波電路及對應的負載電流波形如圖5-6所示。,圖5-6 電感濾波的單相橋式不可控整流電路

30、及工作波形,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.

31、5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.3 整流濾波電路,對于負載而言，采用大電容濾波的整流電路相當于直流電壓源，而采用大電感濾波的整流電路相當于直流電流源。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4

32、.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.3 整流濾波電路,3復式濾波電路 復式濾波器的組成。 圖5-7所示是由電感與電容組成的LC濾波器，其濾波效能很高，適用于負載電流較大、要求紋波很小的場合。但是由于電感體積和重量大，成本也較高，一般情況下使用得不多。 將圖5-7a中的電感換成電阻，即成為RC濾波器。結(jié)構(gòu)簡單，兼有降壓、限流作用，濾波效能也較高。,圖5-7 電感和電容組成的復式濾波的單相橋式不可控整

33、流電路及工作波形,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路

34、 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.3 整流濾波電路,在上述3種形式的濾波電路中，電容濾波電路最為普及。 注意：在電容濾波電路中，當電路接入電網(wǎng)時瞬間，電容的充電過程會導致電流浪涌，因此在實際應用時要考慮整流橋的抗浪涌能力。 也可采用圖5-8所示的抗浪涌電路，也稱作軟起電路。,圖5-8 單相橋式不可控整流電路的抗浪涌電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5

35、.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,1倍壓不控整流電路 世界各國的市電電壓（單相電壓）并不完全一樣，有的單相電壓有效值為110V，有的為220V（或230V），如我國的市電電壓標準為220V。為適應

36、不同國家的需要，實現(xiàn)兩種輸入電源的轉(zhuǎn)換，可采用圖5-9所示的倍壓整流技術(shù)。,圖5-9 倍壓不可控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存

37、在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,兩種輸入交流電壓的轉(zhuǎn)換由開關S來完成。 當開關S閉合時，電路在110V交流輸入電壓下工作。在交流電的正半周，通過VD1，C1上的電壓被充電到交流電壓的峰值ud/2。而在交流電的負半周，C2上的電壓通過VD2也被充電達到交流電壓的峰值ud/2，電路輸出的直流電壓應為C1和C2上充電電壓之和，即ud。 當開關S打開時，二極管VD1VD4組成了全橋整流電路，對輸入的交流220V進行整流，也同樣產(chǎn)生數(shù)值為ud的直流電壓

38、。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4

39、電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,2倍流不控整流電路 出于電隔離和電壓匹配的需要，在DC/DC變換中常采用間接變換方案，即含有DC-AC-DC的直流變換電路。其輸出端整流電路屬于高頻整流電路，輸出為正負對稱的方波。 當輸出為低壓大電流時，傳統(tǒng)的橋式整流電路中存在兩個二極管壓降，二極管的導通損耗會大大降低電路的效率；而全波整流電路雖然只需要2個二極管，損耗小，但變壓器二次側(cè)繞組有中心抽頭，給高頻變壓器的繞制帶來困難。,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.

40、4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,倍流整流電路變壓器二次側(cè)匝數(shù)與全波整流電路相等，比

41、全橋電路多一倍，但不用中心抽頭，電路中只有兩個二極管，繞組中的電流iT只是輸出電流iL的一半。換句話說，輸出電流iL是繞組電流iT的兩倍，這也是倍流整流電路得名的由來。,圖5-10 倍流整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)

42、條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,與全波整流電路相比，倍流整流電路中的整流二極管電壓定額不變，流過的電流數(shù)值少一半。雖然用了兩個濾波電感，但由于流過的電流只為負載電流的一半，故電感量可小一些，繞制電感的導線可細一些，因此電感體積縮小不少，兩個電感的體積和重量與全波整流電路的濾波電感差不多。,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,圖5-10 倍流整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.

43、2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電

44、路,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,t0t1段，電源電壓uT處于正半周，二極管VD1截止，VD2正偏導通，iL1由電源經(jīng)L1、VD2和負載R流過，為負載R提供能量，同時L1儲能，因此該段被稱為L1儲能期。 而L2經(jīng)VD2釋放能量給R，iL1和iL2流動方向如圖c所示，iL=iL1+iL22iL1。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整

45、流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,c）,圖5-10 倍流整流電路,t2t3段，電源電壓uT處于負半周，二極管VD1正偏導通，VD2截止，iL2由電源經(jīng)L2、VD1和負載R流過，為負載R提供能量，同時L2儲能，而L1經(jīng)VD1釋放能量給R，因此該段被稱為L1放能期。 iL1和iL2流動方向

46、如圖d所示，iL=iL1+iL22iL1。,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓

47、型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,d）,t1t2段和t3t4，電源電壓uT=0，L1和L2分別通過VD1和VD2續(xù)流，為R提供能量，該段被稱為L1L2放能區(qū)。 iL1和iL2流動方向如圖e所示，iL=iL1+iL22iL1。,5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.

48、3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,e）,若將不控整流電路中的整流二極管換成晶閘管或GTR等全控器件，則整流電路就成為可控整流電路。 其中以晶閘管為整流器件的相控整流電路是經(jīng)典的可控整流電路，該整流電路有多種形式，其負載有電阻負載、阻感負載

49、和反電勢負載等，負載的性質(zhì)不同，晶閘管整流電路的工作情況也不一樣，但它們都基于一個工作原理移相控制技術(shù)。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.

50、5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.3 相控整流電路,5.3.1 移相控制技術(shù),在分析晶閘管可控整流電路時，為便于分析，認為晶閘管為理想開關元件，即晶閘管導通時管壓降為零，關斷時漏電流為零，且認為晶閘管的導通與關斷瞬時完成。 將單相橋式不控整流電路中的二極管換成晶閘管，即構(gòu)成單相橋式相控整流電路，如圖5-11a所示。VT1VT4組成可控整流橋，由整流變壓器T供電，u1為變壓器一次側(cè)電壓，變壓器二次側(cè)出線連接在橋臂的中點a、b端上，變壓器二次側(cè)電壓，R為純負

51、載電阻。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5

52、.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.3.1 移相控制技術(shù),在u2的正半周，a點電位高于b點電位，若4個晶閘管均不導通，負載電流id為零，負載電壓ud也為零，假設各晶閘管漏電阻相等，則VT1和VT4各分擔u2/2的正向電壓，VT2和VT3各分擔u2/2的反向電壓。在t=時刻，給VT1和VT4施加觸發(fā)脈沖uG，此時VT1和VT4承受正壓而導通，ud=u2；VT2和VT3承受u2的反向電壓，id=u2/R；,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整

53、流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,圖5-11 帶電阻負載的單相 橋式相控整流電路和波形,5.3.1 移相控制技術(shù),當u2過零時，流經(jīng)晶閘管的電流也降到零，VT1和

54、VT4關斷，而此時VT2和VT3尚無觸發(fā)脈沖，處于截止狀態(tài)，VT2和VT3各分擔u2/2的正向電壓，VT1和VT4各分擔u2/2的反向電壓，ud=0。 在u2的負半周，在t=+時刻給VT2和VT3施加觸發(fā)脈沖，VT2和VT3導通，ud=-u2=|u2|；VT1和VT4承受u2的反向電壓；當u2進入正半周時，VT2和VT3關斷。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電

55、路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,圖5-11 帶電阻負載的單相 橋式相控整流電路和波形,5.3.1 移相控制技術(shù),觸發(fā)角 也可稱作控制角，指從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度。晶閘管可控整流電路是通過控制觸發(fā)角的大小，即控制觸發(fā)脈沖起始相位

56、來控制輸出電壓大小，故稱為相控電路。 導通角 指晶閘管在一個周期中處于通態(tài)的電角度，圖5-11中4個晶閘管的導通角均為-。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.

57、1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,幾個重要概念：,5.3.1 移相控制技術(shù),移相 改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻，即改變觸發(fā)角的大小，稱為移相。通過改變觸發(fā)角的大小，可使整流平均電壓ud發(fā)生變化的控制方式稱為移相控制。改變觸發(fā)角使整流電壓平均值從最大值降到零，此時角對應的變化范圍稱為移相范圍，如單相橋式相控整流電路帶電阻性負載時的移相范圍為180。 同步 使觸發(fā)脈沖與相控整流電路的電源電壓之間保持頻率和相位的協(xié)調(diào)關系稱為同步，同步是相控電路正常工作必不可少的條件。 換流

58、 在相控整流電路中，一路晶閘管導通變換為另一路晶閘管導通的過程稱為換流，也稱換相。,5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2

59、電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整流電路,5.3.1 移相控制技術(shù),5.1 概述 5.2 不控整流電路 5.2.1 單相不控整流電路 5.2.2 三相不控整流電路 5.2.3 整流濾波電路 5.2.4 倍壓、倍流不控整流電路 5.3 相控整流電路 5.3.1 移相控制技術(shù) 5.3.2 三相半波相控整流電路 5.3.3 三相橋式相控整流電路 5.3.4 橋式半控整流電路 5.3.5 變壓器漏感對整流電路的影響 5.4 相控有源逆變電路 5.4.1 相控有源逆變原理及實現(xiàn)條件 5.4.2 逆變失敗與最小逆變角 5.5 PWM整流電路 5.5.1 傳統(tǒng)整流電路存在的問題 5.5.2 電壓型單相單管PWM整流電路 5.5.3 電壓型橋式PWM整流電路 5.5.4 電流型橋式PWM整流電路 5.6 同步整