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频率不高，

2、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、VD4idiCiRud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93.4.1电容滤波的单相不可

4、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、，另一个是假设二极管VD1和VD4关断而电

7、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

10、，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同时导通之前VD6和VD1是关断的，交流侧向直流侧的充电电流i

11、d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