河南科技大学毕业论文 二极管两端只有反向峰值电压的一半,所以对这一电路中整流二极管承受反向峰值电压的能力要求较低。
5、在要求直流电压相同的情况下,对全波整流电路而言,电源变压器次级线圈抽头到上、下端交流电压相等,且等于桥式整流电路中电源变压器次级线圈的输出电压,这样在全波整流电路中的电源变压器相当于绕了两组次级线圈。
6、在全波和桥式整流电路中,都将输入交流电压的负半周转到正半周或将正半周转到负半周,这一点与半波整流电路不同,在半波整流电路中,将输入交流电压一个半周切除。
7、在整流电路中,输入交流电压的幅值远大于二极管导通的管压降,所以可将整流二极管的管压降忽略不计。
8、对于倍压整流电路,它能够输出比输入交流电压更高的直流电压,但这种电路输出电流的能力较差,所以具有高电压,小电流的输出特性。
9、分析上述整流电路时,主要用二极管的单向导电特性,整流二极管的导通电压由输入交流电压提供。
§2.2.2整流电路-分类方式
整流电路种类很多,它的分类方式也很多。
1、按组成的器件可分为不可控电路、半控电路、全控电路三种 1)不可控整流电路完全由不可控二极管组成,电路结构一定之后其 直流整流电压和交流电源电压值的比是固定不变的。
2)半控整流电路由可控元件和二极管混合组成,在这种电路中,负载电源极性不能改变,但平均值可以调节。
3)在全控整流电路中,所有的整流元件都是可控的(SCR、GTR、GTO 等),其输出直流电压的平均值及极性可以通过控制元件的导通状况而得到调节,在这种电路中,功率既可以由电源向负载传送,也可以由负载反馈给电源,即所谓的有源逆变。
2、按电路结构可分为零式电路和桥式电路
1)零式电路指带零点或中性点的电路,又称半波电路。它的特点是所有整
河南科技大学毕业论文 流元件的阴极(或阳极)都接到一个公共接点﹐向直流負载供电﹐負载的另一根线接到交流电源的零点。
2)桥式电路实际上是由两个半波电路串联而成,故又称全波电路。
3、按电网交流输入相数分为单相电路、三相电路和多相电路 1)对于小功率整流器常采用单相供电。单相整流电路分为半波整流,全波整流桥式整流及倍压整流电路等。
2)三相整流电路是交流测由三相电源供电,负载容量较大,或要求直流电压脉动较小,容易滤波。三相可控整流电路有三相半波可控整流电路,三相半控桥式整流电路,三相全控桥式整流电路。因为三相整流裝置三相是平衡的﹐输出的直流电压和电流脉动小,对电网影响小,且控制滞后時间短,采用三相全控桥式整流电路时,输出电压交变分量的最低频率是电网频率的6倍,交流分量与直流分量之比也较小,因此滤波器的电感量比同容量的单相或三相半波电路小得多。另外,晶闸管的额定电压值也较低。因此,这种电路适用于大功率变流装置。
3)多相整流电路 随著整流电路的功率进一步增大(如轧钢电动机,功率达数兆瓦),为了减轻对电网的干扰﹐特別是减轻整流电路高次谐波对电网的影响,可采用十二相﹑十八相﹑二十四相,乃至三十六相的多相整流电路。采用多相整流电路能改善功率因数,提高脉动频率,使变压器初级电流的波形更接近正弦波,从而显著减少谐波的影响。理论上,随着相数的增加,可进一步削弱谐波的影响。多相整流常用在大功率整流领域,最常用的有双反星中性点带平衡电抗器接法和三相桥式接法。
4、 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为单拍电路和双拍电路。其中所有半波整流电路都是单拍电路,所有全波整流电路都是双拍电路。
5、按控制方式可分为相控式电路和斩波式电路(斩波器);
1)通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式,简称相控方式。
2)斩波器就是利用晶闸管和自关断器件来实现通断控制,将直流电源电压断续加到负载上,通过通、断的时间变化来改变负载电压平均值,亦称直流-直流变换器。它具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点,广泛应用于
河南科技大学毕业论文 直流牵引的变速拖动中,如城市电车、地铁、蓄点池车等。斩波器一般分降压斩波器,升压斩波器和复合斩波器三种。
6、 按引出方式的不同分中点引出整流电路,桥式整流电路,带平衡电抗器整流电路,环形整流电路,十二相整流电路。
1)中点引出整流电路分:单脉波(单相半波),两脉波(单相全波),三脉波(三相半波),六脉波(六相半波)
2)桥式整流电路分:两脉波(单相)桥式,六脉波(三相)桥式
3)带平衡电抗器整流电路分:一次星形联结的六脉波带平衡电抗器电路(即双反星带平衡电抗器电路),一次角形联结的六脉波带平衡电抗器电路 4)十二相整流电路分:二次星、三角联结,桥式并联(带6f平衡电抗器)单机组十二脉波整流电路;二次星、三角联结,桥式串联十二脉波整流电路;桥式并联等值十二脉波整流电路;双反星形带平衡电抗器等值十二脉波整流电路。
§2.2.3桥式整流电路
电力网供给用户的是交流电,一般的电子电路都需要稳定的直流电源。整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
1234桥式整流电路是使用最多的一种整流电路,本设计所用到的就是这种电路,只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路,在Rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成e2、D2、Rfz、D4通电回路,同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。
河南科技大学毕业论文 如此重复下去,结果在Rfz ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半。
图2-2桥式整流电路
所谓桥式整流电路,就是用二极管组成一个整流电桥。
当输入电压处于交流电压正半周时,二极管D1、负载电阻RL、D3构成一个回路(图5中虚线所示),输出电压Vo=vi-VD1-VD3。输入电压处于交流电压负半周时,二极管D2、负载电阻RL、D4构成一个回路,输出电压Vo=vi-VD2-VD4。图中滤波电容的工作状态。
图2-3二极管桥式整流电路演示
河南科技大学毕业论文 由上述分析可知,二极管桥式整流电路输出的也是一个方向不变的脉动电压,但脉动频率是半波整流的一倍。与半波整流输出电压有效值计算相类似,可以得到桥式整流输出电压有效值Vorsm=0.9Ursm。
通过上述分析,可以得到桥式整流电路的基本特点如下: (1)桥式整流输出的是一个直流脉动电压。 (2)桥式整流电路的交流利用率为100%。
(3)电容输出桥式整流电路,二极管承担的最大反向电压为2倍的交流峰值电压(电容输出时电压叠加)。
(4)桥式整流电路二极管的负载电流仅为半波整流的一半。
(5)实际电路中,桥式整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
§2.2.4整流电路元件选择
需要特别指出的是,二极管作为整流元件,要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当,则或者不能安全工作,甚至烧了管子;或者大材小用,造成浪费。另外,在高电压或大电流的情况下,如果手头没有承受高电压或高电流的整流元件,可以把二极管串联或并联起来使用。