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  • 本文主要为单相半波整流电路图,下面一起来学习下
  •  单相半波整流电路由变压器T、整流二极管D和负载电阻RL组成。如1所示。变压器T将220V的工频交流电,u2降为几伏或十几伏的交流电,是变压器T副边输出电压。  电路利用二极管的单向导电性进行整流。...
  • 半波整流电路

    千次阅读 2019-09-06 01:48:33
    正向负向半波整流电路如下所示: 主要波形如下所示: 输出电压Vo与变压器原边电压幅值Vpm关系:Vo=DhVpm/K,Dh为半波整流电路的占空比,等于变压器原边电压的正半周脉冲宽度与开关周期的比值,K为匝比 ...

     

           正向负向半波整流电路如下图所示:

           主要波形如下图所示:

     

    1. 输出电压Vo与变压器原边电压幅值Vpm关系:Vo=DhVpm/K,Dh为半波整流电路的占空比,等于变压器原边电压的正半周脉冲宽度与开关周期的比值,K为匝比
    2. 输出整流后的电压和电感电流脉动频率等于开关频率
    3. 输出整流二极管和续流二极管的电压应力均为Vpm/K
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  • 4-1所示是经典的正极性半波整流电路。T1是电源变压器,VD1是用于整流目的的整流二极管,整流二极管导通后的电流流过负载R1。为了分析电路方便,整流电路的负载电路用电阻R1表示,实用电路中负载是某一个具体电子...

    图4-1所示是经典的正极性半波整流电路。T1是电源变压器,VD1是用于整流目的的整流二极管,整流二极管导通后的电流流过负载R1。为了分析电路方便,整流电路的负载电路用电阻R1表示,实用电路中负载是某一个具体电子电路。

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    图4-1 正极性半波整流电路

    电路分析

    输入整流电路的交流电压来自于电源变压器T1二次绕组输出端。分析整流电路工作原理需要将交流电压分成正、负半周两种情况。

    (1)正半周交流电压使整流二极管导通分析。交流电压正半周期间,交流输入电压使VD1正极上电压高于地线的电压,如图4-2所示,二极管负极通过R1与地端相连而为0V,VD1正极电压高于负极电压。由于交流输入电压幅度足够大,VD1处于正向偏置状态,整流二极管VD1导通。

    (2) VD1 导通时的电流回路分析。图4-3是VD1导通后电流回路示意图,其回路为:T1二次绕组上端→VD1正极→VD1负极→电阻R1→地线→T1二次绕组下端。

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    图4-2 VD1 正向偏置电压示意图

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    图4-3 VD1 导通后电流回路示意图

    重要提示

    通过对整流二极管导通时电流回路的分析,可以进一步理解整流电路的工作原理,同时有利于整流电路的故障分析和检修。在整流电流回路中任意一个点出现开路故障,都将造成整流电流不能构成回路。

    (3)输出电压极性分析。正极性整流电路中,整流电路输出电流从上而下地流过电阻R1,在R1上的压降为输出电压,因为输出电压为单向脉动直流电压,所以它有正、负极性,在R1上的输出电压为上正下负,如图4-4所示,这是输出的正极性单向脉动直流电压。

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    图4-4 输出电压极性示意图

    (4)负半周交流电压使整流二极管截止分析。交流输入电压变化到负半周之后,交流输入电压使VD1正极电压低于它的负极电压,因为VD1正极电压为负,VD1负极接地,电压为0V,所以VD1在负半周电压的作用下处于反向偏置状态,如图4-5所示,整流二极管截止,相当于开路,电路中无电流流动,R1上也无压降,整流电路的输出电压为0V。

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    图4-5 VD1 反向偏置示意图

    重要提示

    输入电压第二个周期分析是这样:交流输入电压下一个周期期间,第二个正半周电压到来时,整流二极管再次导通;负半周电压到来时二极管再度截止,如此不断导通、截止地变化。

    (5)输出电压特性分析。整流二极管在交流输入电压正半周期间一直为正向偏置而处于导通状态,由于正半周交流输入电压大小在变化,所以流过R1的电流大小也在变化,这样,整流电路输出电压大小也在相应变化,并与输入电压的半周波形相同。图4-6为输出电压波形示意图。

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    图4-6 输出电压波形示意图

    重要提示

    从图4-6可以看出,通过这一整流电路,输入电压的负半周被切除,得到只有正极性(正半周)的单向脉动直流输出电压。

    所谓单向脉动直流电压就是只有一连串半周的正弦波电压,如果整流电路保留的是正半周,输出则是正极性单向脉动直流电压。

    整流二极管导通与截止的电路分析判断口诀

    交流电压加到整流二极管后,判断其导通还是截止是电路分析的关键。整流二极管导通与截止的电路分析判断口诀说明见表4-2。

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    表4-2 整流二极管导通与截止的电路分析判断口诀说明

    整流电路分析的关键点

    整流电路分析的关键点说明如下。

    (1)单向导电特性最重要。电路分析中主要运用二极管单向导电特性,只有二极管正极上电压大于负极上电压时,二极管才导通,否则二极管处于截止状态。

    (2)整流电路工作特点。输入整流电路的电压是交流电压,电路分析时要将交流输入电压分成正半周和负半周两种情况。利用交流电压本身的电压大小来使整流二极管正向偏置(二极管导通)或反向偏置(二极管截止),这是整流电路的特点。

    (3)正、负半周情况相反。若输入交流电压的某个半周给二极管加上正向偏置电压,那么输入交流电压的另一个半周则给二极管加上反向偏置电压。

    (4)等效理解中的关键点。当输入的交流电压使二极管正向偏置时二极管导通,导通后认为二极管成通路,可以忽略二极管正向导通的管压降;当输入的交流电压使二极管反向偏置时二极管截止,截止时认为二极管开路。

    (5)管压降不计。二极管导通后有一个管压降,分析整流电路中的二极管时可以不计管压降对电路工作的影响,因为整流二极管导通后管压降只有0.6V左右,而输入交流电压则为几伏甚至几十伏,比起二极管管压降大许多。

    (6)电流方向不变。整流二极管导通期间,流过二极管的电流大小在变化但是方向不变,所以流过负载电路的电流方向不变,输出电压极性不变。

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  • 什么是三相全波整流电路:6个整流元件按照固定的连接方式可以构成三相全波整流电路。其作用是把交流电整流成为直流电。...三相整流桥分为三相全波整流桥(全桥)和三相半波整流桥(半桥)两种。选择整流桥要考虑整流...

    什么是三相全波整流电路:

    6个整流元件按照固定的连接方式可以构成三相全波整流电路。

    其作用是把交流电整流成为直流电。

    三相全波整流电路常见用在电镀装置、电解装置、直流焊机、充电装置等装置上。整流桥就是将数个整流管封在一个壳内,构成一个完整的整流电路。当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时三相整流电路就被提了出来。三相整流桥分为三相全波整流桥(全桥)和三相半波整流桥(半桥)两种。选择整流桥要考虑整流电路和工作电压。对输出电压要求高的整流电路需要装电容器,对输出电压要求不高的整流电路的电容器可装可不装。根据三相交流电的频率每一周期变化为上半周2相,下半周1相的规律,三相桥式整流是将交流电每一个变化周期内的上半周2只二极管(正向)导通,下半周1只二极管(正向)导通来获得一个频率周期内上、下波形都能导通的全波(6只二极管)整流输出直流电的

    三相全波整流电路的特性及其工作原理:

    主电路

    其原理图如图1所示。

    习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1、VT3、 VT5)称为共阴极组;阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4、VT6、VT2)称为共阳极组。此外,习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知,按此编号,晶闸管的导通顺序为 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。

    主电路原理说明

    整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路中的晶闸管换作二极管,这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o时的情况。此时,对于共阴极组的3个晶闸管,阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图2所示。

    α=0o时,各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出,各自然换相点既是相电压的交点,同时也是线电压的交点。在分析ud的波形时,既可从相电压波形分析,也可以从线电压波形分析。从相电压波形看,以变压器二次侧的中点n为参考点,共阴极组晶闸管导通时,整流输出电压 ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线,总的整流输出电压ud = ud1-ud2是两条包络线间的差值,将其对应到线电压波形上,即为线电压在正半周的包络线。

    直接从线电压波形看,由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大(正得最多)的相电压,而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小(负得最多)的相电压,输出整流电压 ud为这两个相电压相减,是线电压中最大的一个,因此输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线。

    由于负载端接得有电感且电感的阻值趋于无穷大,电感对电流变化有抗拒作用。流过电感器件的电流变化时,在其两端产生感应电动势Li,它的极性事阻止电流变化的。当电流增加时,它的极性阻止电流增加,当电流减小时,它的极性反过来阻止电流减小。电感的这种作用使得电流波形变得平直,电感无穷大时趋于一条平直的直线。

    为了说明各晶闸管的工作的情况,将波形中的一个周期等分为6段,每段为60o,如图2所示,每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表所示。由该表可见,6个晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。

    图3 给出了α=30o时的波形。从ωt1角开始把一个周期等分为6段,每段为60o与α=0o时的情况相比,一周期中ud波形仍由6段线电压构成,每一段导通晶闸管的编号等仍符合表1的规律。区别在于,晶闸管起始导通时刻推迟了30o,组成ud 的每一段线电压因此推迟30o,ud平均值降低。晶闸管电压波形也相应发生变化如图所示。图中同时给出了变压器二次侧a相电流 ia 的波形,该波形的特点是,在VT1处于通态的120o期间,ia为正,由于大电感的作用,ia波形的形状近似为一条直线,在VT4处于通态的120o期间,ia波形的形状也近似为一条直线,但为负值。

    由以上分析可见,当α≤60o时,ud波形均连续,对于带大电感的反电动势,id波形由于电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。当α>60o时,如α=90o时电阻负载情况下的工作波形如图4所示,ud平均值继续降低,由于电感的存在延迟了VT的关断时刻,使得ud的值出现负值,当电感足够大时,ud中正负面积基本相等,ud平均值近似为零。这说明带阻感的反电动势的三相桥式全控整流电路的α角的移相范围为90度。

    图4 α=90o时的波形

    各参数的计算

    输出值的计算

    三相桥式全控整流电路中,整流输出电压 的波形在一个周期内脉动6次,且每次脉动的波形相同,因此在计算其平均值时,只需对一个脉波(即1/6周期)进行计算即可。此外,因为所以电压输出波形是连续的,以线电压的过零点为时间坐标的零点,可得整流输出电压连续时的平均值为。

    输出波形的分析

    时的输出波形如图11所示。

    如图11所示,从ωt1时刻开始把一个周期等分为6份,在Wt1时刻共阴极组VT1晶闸管接受到触发信号导通,此时阴极输出电压Ud1为幅值最大的a相相电压;到Wt2时刻下一个触发脉冲到来,此时a相输出电压降低,b相输出电压升高,于是阴极输出电压变为b相相电压;到Wt3时刻第三个脉冲到来,晶闸管VT1关断而晶闸管VT2导通,输出电压为此时最高的c相相电压;重复以上步骤,即共阴极组输出电压Ud1为在正半周的包络线。

    共阳极组中输出波形原理与共阴极组一样,只是每个触发脉冲比阴极组中脉冲相差180度。6个时段的导通次序如表1所示一样,只是Wt1从零时刻往后推迟30度而已。这样就得出最后输出整流电压为共阴极组输出电压与共阳极组输出电压的差即

    而由于电路中大电感L的作用,输出的电流为近似平滑的一条直线。图中同时给出了变压器二次侧a相电流 ia 的波形,该波形的特点是,在VT1处于通态的120o期间,ia为正,由于大电感的作用,ia波形的形状近似为一条直线,在VT4处于通态的120o期间,ia波形的形状也近似为一条直线,但为负值。

    逆变

    逆变原理图如图12所示。

    如图12所示,当电机M工作时,调节整流电路的触发角α使α《90°,这时候整流电路工作在整流状态,三相交流点存储装置向M供电使M工作在电动状态,电能转换为动能带动汽车行驶。

    当电机M能量过剩时时,调节α角使α》90°,使输出直流电压Ud平均值为负值,且|Em|》|Ud|,这时候整流电路工作在逆变状态,电机M的过剩能量装换为电能,M向三相交流电存储装置输送电流,三相交流电存储装置接受并存储电能。

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  • 前言电子电路的理论很抽象,所以多看电子电路的信号波形,对掌握理论知识非常有帮助。让我们通过形象的电路信号波形,直观地了解电路的世界!半波整流电路半波整流电路电路图很简单,通过一个二极管实...

    前言

    电子电路的理论很抽象,所以多看电子电路的信号波形,对掌握理论知识非常有帮助。

    让我们通过形象的电路信号波形,直观地了解电路的世界!

    半波整流电路

    半波整流电路,电路图很简单,通过一个二极管实现半波整流。其中1kΩ电阻是负载。波形如下

    半波整流电路,即把“交流电压”转变为“脉动直流电压“。

    所谓“脉动直流电压“,是指电压方向(正负极)不变,但大小随时间变化。

    下图黄色的波形就是“脉动直流电压”;而紫色的波形既有正电压又有负电压,属于“交流电压”:

    输入到二极管的交流电压,频率为50Hz,峰值为1V:

    交流电压通过二极管后,变为脉动直流电压,没有了负半周,正半周电压峰值为312mV:

    通过以上可以知道,二极管的压降为

    1V - 312mV = 688mV

    通过1kΩ电阻的电流峰值为312uA:

    写在最后

    打算将“直观感受电路信号波形”做成一个系列。

    以后想看哪种电路的波形,直接找到对应的文章就行,不知大家是否喜欢?

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    本文就这样,再见啦~


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