《相位控制型整流器》PPT课件

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1、第4章相位控制型整流器4.1可控整流电路4.2触发电路4.3DZ603系列通信用晶闸管整流器4.1可控整流电路4.1.1单相半波可控整流电路1.电阻性负载电阻负载单相半波可控整流电路如图4-1所示。图中VT是晶闸管，u2是电源电压瞬时值，i2是电流瞬时值，ud是负载电压瞬时值，id是负载电流瞬时值，Ud是负载电压平均值，Id是负载电流平均值，uVT是晶闸管压降瞬时值。图4-1电阻负载单相半波可控整流电路及工作波形1)工作过程在电源电压u2正半周内，晶闸管承受正向阳极电压，但是,ωt＜α时，由于未加门极触发信号，所以，晶闸管不能导通。在ωt=α处，加入控制电压ug，晶闸管触发导通，电压u

2、2加在负载两端(忽略uVT)，电流流过负载，如图4-1(d)所示。当u2过零变负时，晶闸管因流过它的电流小于维持电流而关断。在u2负半周内，晶闸管承受反向阳极电压，不管门极有无触发信号，都不会导通，负载Rd上的电压、电流均为零。ωt=ωt2时，加入触发电压ug，晶闸管导通。如果触发信号周期地加到门极，负载就可得到一连串单向脉动电压ud和电流id，波形如图4-1(d)所示。如果忽略晶闸管的压降，则VT导通时uVT=0,VT截止时，uVT=u2，uVT的波形如图4-1(e)所示。图中α称为控制角，它是指晶闸管开始承受正向电压到触发脉冲加入之间的电角度。θ称为导通角，它是指一个周期内晶闸管导

3、通的电角度。改变加入触发信号ug的时刻，控制角α便随之改变，这叫做触发信号移相。2)输出电压电流与控制角α的关系(1)负载电压平均值Ud、负载电流平均值Id与α的关系。由波形图可以看出，负载电压平均值Ud为：由于负载是电阻性的，所以输出电流平均值为：图4-2电压比、电流比和cosφ与α的关系不难看出，Ud、Id随控制角α而变，α越大，Ud、Id越小；反之，Ud、Id增大；当α=0时，Ud=0.45U2，当α=π时，Ud、Id为零。不同α时，负载电压平均值与电源电压有效值的比值Ud/U2如图4-2中的曲线所示。如果控制角α已经确定，则可方便地从图4-2找出Ud/U2；若已知Ud，便可求出

4、U2；若已知U2，也可求出Ud。若U2、Ud都已知，即可按下式求出α：(2)负载电压有效值U、负载电流有效值I与α的关系。负载电压有效值为：负载电流有效值为：I与Id的比值为：3)功率因数cosφ与α的关系电源供给的有功功率与电源的视在功率之比，叫做功率因数，用cosφ表示。电源的视在功率为：S=U2I2=U2I电源供给的有功功率为：P=UI因此，4)晶闸管的选择由波形图可以看出，晶闸管正、反向阻断时，承受的电压最大值就是U2的峰值，即。考虑安全系数，晶闸管额定电压应选为：晶闸管的额定电流应为α=0时负载电流平均值Id0的1.5～2倍，即IN=(1.5～2)Id0。例：电源电压为220

5、V、电阻性负载的单相半波可控整流电路，要求输出电压平均值为24V，最大输出直流电流为10A。试计算晶闸管的控制角α、电流有效值I、功率因数cosφ，并选用合适的晶闸管。2.电感性负载在有些应用中，整流电路的负载既有电阻，又有电感。当负载的感抗ωL与电阻Rd相比不可忽略时，负载即为电感性。整流器输出端接的平波电抗器、电机的励磁线圈等就是电感性负载。电感负载单相半波可控整流电路如图4-3(a)所示。在电源电压u2正半周ωt=α处，晶闸管触发导通，忽略晶闸管的压降，输出电压的有效值Ud为：即该方程的解为：式中，负载阻抗，阻抗角，常数A可根据起始条件(ωt=α时i=0)求出。当ωt=β时，负载

6、电流i=0，即：可见，给定α、ω、R、L时，β即为确定值。负载电流的波形如图4-3(d)所示，该电流由两个分量组成。由于负载电感的作用，晶闸管导通后，电流id只能从零开始逐渐增大，此时，电源供给的能量，一部分消耗在电阻R上，一部分贮存在电感中。当电源电压u2下降过零变负时，电流id逐渐减小，电感上产生左“-”右“+”的感应电势，阻碍电流id减小。只要eL＞u2，晶闸管就仍然维持导通状态，这时，电感释放的能量，一部分消耗在电阻上，一部分送回电源，负载电压瞬时值ud出现负值，如图4-3(e)所示。ωt=β时，u2与eL数值接近(方向相反)，阳极电流Ia小于维持电流IH，晶闸管关断，并立刻承

7、受反向电压，如图4-3(f)所示。图4-3电感负载单相半波可控由波形图可以看出，由于负载电感的作用，导通角θ增大了φ0导通角θ与负载阻抗角φ有密切的关系，在负载电阻R一定的条件下，φ值越大，表示电感L越大，电源电压上升时，L贮存的能量越多，因而，电源电压下降时，维持晶闸管导通的时间越长，即θ越大。θ也受α的影响，一般来说，α越小，θ越大。由于负载电感的存在，晶闸管的导通角θ增大，负载电压出现负值，因而负载电压平均值Ud降低。为了防止输出电压出现