电力电子电源技术及应用2.1 整流滤波电路.pptVIP

2.1 整流滤波电路 把交流电源电压变成单方向直流电压的电路，称为整流电路。由二极管组成的整流电路称为不可控整流电路或不控整流电路，由二极管和晶闸管组成或全部由晶闸管组成的整流电路称为可控整流电路。 * 一、不控整流电路（一）单相桥式不控整流电路 电阻性负载时输出直流电压（ud的平均值）为 * （二）三相桥式不控整流电路1．电阻性负载 输出直流电压为： U l 为交流线电压有效值。 ·VD1~3为共阴极组，其中阳极电位最高的二极管导通，其他二极管截止。 ·VD4~6为共阳极组，其中阴极电位最低的二极管导通，其他二极管截止。 * 有关定量关系 输出直流电流为： 每一个二极管都导通120°，即1/3周期，故整流二极管的平均电流为： 整流二极管承受的最大反向电压为线电压的振幅值： * 2．电感性负载 理想情况下功率因数为： * 二、可控整流电路（一）晶闸管（可控硅） 1.结构 普通晶闸管具有可控的单向导电性，它有三个电极：阳极A、阴极K和门极（或称控制极）G。 * 2．工作原理 晶闸管从阻断变为导通，必须同时满足两个条件，二者缺一不可： ① 晶闸管的阳极与阴极之间必须加一定值的正向电压； ② 晶闸管的门极与阴极之间必须加适当的正向电压。 晶闸管导通后，门极电压不起作用。 晶闸管从导通变为关断的条件是：使晶闸管的阳极电流小于“维持电流”。将正向阳极电源电压降到接近零，或加上反向阳极电压，都能使原来导通的晶闸管关断。 Ig = Ib1→Ic1=β1Ib1= Ib2→Ic2=β2β1Ib1 * 3．伏安特性 晶闸管的阳极伏安特性 晶闸管的门极伏安特性 * 4．主要参数 （1）通态平均电流IT （2）通态平均电压VT （3）断态重复峰值电压VDRM （4）反向重复峰值电压VRRM （5）断态电压临界上升率dv/dt （6）通态电流临界上升率di/dt * （二）三相桥式全控整流电路1．电阻性负载 三相桥式全控整流电路由六只晶闸管组成，VS1、VS2、VS3为共阴极组，VS4、VS5、VS6为共阳极组。 * 电阻性负载（续1） 在交流电源的一个周期内，晶闸管在正向阳极电压作用下不导通的电角度称为控制角或移相角，用α表示；导通的电角度称为导通角，用θ表示。在三相可控整流电路中，控制角的起点，不是在交流电压过零点处，而是在自然换流点（又称自然换相点），即三相相电压的交点。 采用双窄脉冲触发时，触发电路每隔60°依次同时给两个晶闸管施加触发脉冲，每周期的触发顺序为： VS1　　VS1　　VS2　　VS2 VS3 VS3 VS5　　VS6　　VS6　　VS4 VS4 VS5 * 电阻性负载（续2） α＝0°的波形图 * 电阻性负载（续3） α＝60°的波形图 α＝90°的波形图 * 电阻性负载（续4） 三相桥式全控整流电路也可以采用单脉冲触发，其脉冲宽度必须大于60o，触发电路每隔60o轮流给各晶闸管施加触发脉冲，触发顺序为：VS1、VS6、VS2、VS4、VS3、VS5，依此循环。 此时晶闸管的导通顺序及其对应的输出电压瞬时值ud与采用双窄脉冲触发时完全一样，即： ① VS1、VS5导通，ud=uab； ② VS1、VS6导通，ud=uac； ③ VS2、VS6导通，ud=ubc； ④ VS2、VS4导通，ud=uba； ⑤ VS3、VS4导通，ud=uca； ⑥ VS3、VS5导通，ud=ucb。 依此循环。 * 电阻性负载（续5） 当α＝0时，输出直流电压达到最大值；当α＝120°时，输出电压为零。因此最大移相范围为120°。 α在0～60°范围内，输出电压ud的波形是连续的，晶闸管的导通角θ=120°保持不变。当0≤α≤60°时，输出直流电压为 当α＞60°时，输出电压ud的波形不连续，晶闸管出现自然关断现象。每只晶闸管在交流电源的一个周期内导通两次，其导通角θ=2×(120°－α)。当60°≤α≤120°时，输出直流电压为