第四章二极管整流电路
4.2 整流电路的基本概念
4.2.1 纯电阻负载
id +-
us
+ us
-
uD
ud R
id
0
ud
t
输出电压ud和输出电流id中含有大量的纹波，这种 电路在实际应用中意义不大。
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第四章二极管整流电路
4.2.2 感性负载
✵电感与电阻相串联，
将负荷部分变为感性 负载。
✵t =0时之前，电源
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第四章二极管整流电路
✵在t2到t3的区间内负载
us i
uR
电压ud(t)为负，与纯电 00 uD t1 t2 t3
t
阻性负载相比，这种情
T=1/f
况下的负载平均电压显 0 A uL
著降低。
t1 B
t
0
id
uD
t
+-
q
f
+ us
uD
ud R
-
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第四章二极管整流电路
4.2.3 含直流电压源的负载
第四章 二极管整流电路
4.1 简介 4.2 整流电路的基本概念 4.3 单相桥式二极管整流电路 4.4 单相双重电压整流电路 4.5 单相整流电路对三相四线制系统的中线电流的影响 4.6 三相全桥整流电路 4.7 单相整流电路与三相整流电路的比较 4.8 开通时的瞬间冲击电流和过电压 4.9 电流谐波和低功率因数的影响与对应的改善措施 小结
并不等于零。
t1 B
t
+ uD - + uL - i
0
uD
t
L
q
f
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
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第四章二极管整流电路
t3时刻电感电压为: uL(t)= L·di/dt
改写后得:
1 L
uL
(t)dt
di
对上式两边同时积分，积分区间从0～t3，且i(0)和
i(t3)为零，于是有：
1
L
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第四章二极管整流电路
4. 1 简介
✹多数情况下，通过对交流电的整流得到直流电。
整流电路
将交流电转变为直流电的 装置。
交流电源
✹二极管整流电路的功率从
交流侧流向直流侧。
id +
✹多数情况下，整流电路的 us
is
ud
交流侧输入没有变压器，而
-
是直接与工作电源相连。 整流模块
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第四章二极管整流电路
us(t)将作为反向偏置
iL
id
+
us(t) -
VD1 usi(st) +
Vis D3Ls
P ud
-
+ R us(Ct)d
-
V+D1 VD3 P
uisd
ud
id
VD4 VD2 N
V-D4 VD2 N
♣ 假定Ls= 0，用电阻R或直流电流源表示整流电路的
直流侧。
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第四章二极管整流电路
在整流电路直流输出
部分一般都要串联一个
✹ 输出的直流电压中含有一定纹波，通常在直流侧并
联一个大电容以稳定输出的直流电压。
✹ 在不考虑线路电感的前提下，该电容器的充电电压
接近交流输入电压的峰值。
✹ 在50或60Hz的交流输入电压的峰值附近，通过整
流电路的电流非常大，电流不连续。
✹ 在每半个周期内，电流在一个有限的时间段内为零，
这种整流电路的运行产生大量的畸变电流。
+
大电感，如图所示，以
us -
得到平稳的输出电流。
用恒定直流电流源近
似表示感性负载，是整 流电路的分析中是常用 的方法。
+
us(t) -
uL
L uD
ud
i
+ Ed
-
id VD1 VD3 P
is
ud
id
VD4 VD2 N
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第四章二极管整流电路
❁当us(t)大于零时，
is +
二极管VD1有id流过，us(t) -
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第四章二极管整流电路
✹ 二极管整流电路是整流电路的基础，在此基础
上采用全控型电力电子器件，实现整流电路的 功率因数、谐波、交流侧电流波形的改善和动 态特性的控制。
✹ 在对整流电路的分析中，假定二极管是理想的，
即导通时管压降为零（导通电阻为零），断开 时呈现的阻抗为无穷大。
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Hale Waihona Puke + uL - iL
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
+ uD - + uL - i
L
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
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第四章二极管整流电路
✵ t1之前，us>uR（uL
= us－uR值为正），
us i
uR
00 uD t1 t2 t3
t
电流不断增大，电感 的储能也随之增加。 0
✵ t1之后，uL为负值， 0
t3 0
uLdt
i(t3 i(0)
)
di
i(t3 )
i(0)
0
由此可知:
t3 0
uLdt
0
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第四章二极管整流电路
式
t3 0
uLdt
0 可分解为:
t1 0
uLdt
t3 t1
uLdt
0
00
us i
uD
uR t1 t2 t3 T=1/f
t
面积A和B的关系为： 0 A uL
AB 0
t1 B
电压us为负，电路中 电流为零。
+ uD- + uL - i
L
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
✵t =0时，二极管出现正向偏置，电流准备流过
二极管。
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第四章二极管整流电路
✵t >0时，二极管用短路
代替。电路中的电流由 下面微分方程确定：
us
Ri
L
di dt
电感电压： uL=L·di/dt
电流随之减小。
T=1/f A uL
t1 B
uD
t t
q
f
✵ t2时刻后，虽然输入的电源电压us变负，但是电
流仍维持正向导通。
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第四章二极管整流电路
✵ t3时刻，电流减小
us i
uR
到零，二极管停止导 00 uD t1 t2 t3
t
通，整个电路相当于
T=1/f
开路。此时电感电压
0
A uL
uD
零。
❀A和B面积相等，由此可确定t3的值。
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第四章二极管整流电路
4.3 单相桥式二极管整流电路
+ is Ls
us(t) -
id
iL
+
Cd
ud
-
交流输入等 效模型
并联在直流侧的大电容起 滤波及稳压作用
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第四章二极管整流电路
4.3.1 Ls = 0 的理想电路
id
id
t
当面积A = B时，电流在t3 0
uD
t
时刻降低为零。
q
f
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第四章二极管整流电路
✵在t3时刻之后，R和L
us i
uR
上的电压为零，二极管 00 uD t1 t2 t3
t
上的电压等于－us(t)，
T=1/f
极性相反。
0 A uL
t1 B
t
0
波形在每个周期
uD
t
T(=1/f)内重复
q
f
uL i
L
+ uD
us
ud
-
+
Ed -
❀负载部分由电感和电势为Ed的直流电压源组成。
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第四章二极管整流电路
❀ 当us(t)超过Ed时，
usm
二极管在t1时刻开始
us i
导通。
0 t1 t2 t3
t
❀ 电流在t2时刻达到
峰值（us与Ed再次相
A
0
uL B
t
等时）。
0
t
❀ t3时刻电流衰减到