整流电路之不可控整流电路

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1、3.4.1电容滤波的单相不可控整流电路3.4.2电容滤波的三相不可控整流电路第7讲整流电路之电容滤波不可控整流电路13.4电容滤波的不可控整流电路在交—直—交变频器、不间断电源、开关电源等应用场合中，大量应用。最常用的是单相桥和三相桥两种接法。由于电路中的电力电子器件采用整流二极管，故也称这类电路为二极管整流电路。常用于小功率单相交流输入的场合，如目前大量普及的微机、电视机等家电产品中。2单相半波不控整流3单相桥式不控整流4三相半波不控整流5三相桥式不控整流6不控整流电路输出电压中除直流平均值外，还含有谐波电压。为此须在整流电路的输出端与负载之间接入LC滤波器。由于整流输出谐波电压的

2、频率不高，因此要有较好滤波效果必须LC很大。滤波电感L的的重量、体积相对于电容要大得多，通常取较小的L和较大的C组成LC滤波器，甚至完全不用电感只用电容滤波。电容滤波的不可控整流电路73.4.1电容滤波的单相不可控整流电路1）工作原理及波形分析图3-28电容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a)电路b)波形基本工作过程：在u2正半周过零点至wt=0期间，因u2

3、2VD1VD3VD2VD4idiCiRud电容被充电到t=时，ud=u2，VD1和VD4关断。电容开始以时间常数RC按指数函数放电。当t=，即放电经过-角时，ud降至开始充电时的初值，另一对二极管VD2和VD3导通，此后u2又向C充电，与u2正半周的情况一样。8◆和的确定☞指VD1和VD4导通的时刻与u2过零点相距的角度，指VD1和VD4的导通角。☞在VD1和VD4导通期间式中，ud(0)为VD1、VD4开始导通时刻直流侧电压值。将u2代入并求解得：而负载电流为：于是(3-37)(3-38)(3-39)(3-40)(3-41)3.4.1电容滤波的单相不可控整流电路

4、93.4.1电容滤波的单相不可控整流电路可由式（3-45）求出，进而由式（3-44）求出,显然和仅由乘积RC决定。(3-42)(3-43)(3-44)(3-45)图3-29、与RC的关系曲线则当t=时，VD1和VD4关断。将id()=0代入式（3-41），得：二极管导通后u2开始向C充电时的ud与二极管关断后C放电结束时的ud相等，故有下式成立：由式（3-42）和（3-43）得103.4.1电容滤波的单相不可控整流电路☞的另外一种确定方法：VD1和VD4的关断时刻，从物理意义上讲，就是两个电压下降速度相等的时刻，一个是电源电压的下降速度

5、du2/d(t)

6、，

7、另一个是假设二极管VD1和VD4关断而电容开始单独向电阻放电时电压的下降速度

8、dud/d(t)

9、p（下标表示假设），据此即可确定。图3-29、与RC的关系曲线113.4.1电容滤波的单相不可控整流电路2)主要的数量关系输出电压平均值电流平均值输出电流平均值IR为：IR=Ud/RId=IR二极管电流iD平均值为：ID=Id/2=IR/2二极管承受的电压（3-47）（3-48）（3-49）空载时，。重载时，Ud逐渐趋近于0.9U2，即趋近于接近电阻负载时的特性。在设计时根据负载的情况选择电容C值，使,此时输出电压为：Ud≈1.2U2。（3-46）123.4.1电容滤波的单相不可

10、控整流电路感容滤波的二极管整流电路实际应用为此情况，但分析复杂。ud波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的。图3-31感容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a）电路图b）波形a)b)u2udi20dqpwti2,u2,ud133.4.2电容滤波的三相不可控整流电路1）基本原理某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规律下降。图3-32电容滤波的三相桥式不可控整流电路及其波形a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt比如在VD1和VD2同

11、时导通之前VD6和VD1是关断的，交流侧向直流侧的充电电流id是断续的。VD1一直导通，交替时由VD6导通换相至VD2导通，id是连续的。14电流id断续和连续的临界条件wRC=在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的，重载时是连续的，分界点就是R=/wC。3.4.2电容滤波的三相不可控整流电路由“电压下降速度相等”的原则，可以确定临界条件。假设在ωt+=2π/3的时刻“速度相等”恰好发生，则有图3-33电容滤波的三相桥式整流电路当wRC等于和小于时的电流波