半波整流电路
半波整流电路:半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路，除去半周、剩下半周的整流方法，叫半波整流。作用是将交流电转换为直流电，也就是整流。
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半波整流电路:半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路，除去半周、剩下半周的整流方法，叫半波整流。作用是将交流电转换为直流电，也就是整流。
一、实验目的
(1) 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
(2) 掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。
(3) 了解续流二极管的作用。
三、实验线路及原理
单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在 1-3 节中作过介绍。将 DJK03 挂件上的单结晶体管触发电路的输出端" G "和" K "接到 DJK02 挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭(防止误触发)，图中的 R 负载用 DK04 滑线变阻器接成并联形式。二极管 VD1 和开关 S1 均在 DJK06 挂件上，电感 L d 在 DJK02 面板上，有 100mH 、 200mH 、 700mH 三档可供选择，本实验中选用 700mH 。直流电压表及直流电流表从 DJK02 挂件上得到。
四、实验内容
(1) 单结晶体管触发电路的调试。
(2) 单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。
(3) 单相半波整流电路带电阻性负载时 U d /U 2 = f(α) 特性的测定。
(4) 单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。
五、预习要求
(1) 阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
(2) 复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。
(3) 掌握单相半波可控整流电路接不同负载时 U d 、 I d 的计算方法。
六、思考题
(1) 单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中电容 C1 的数值有什么关系 ?
(2) 单相半波可控整流电路接电感性负载时会出现什么现象 ? 如何解决 ?
七、实验方法
(1) 单结晶体管触发电路的调试
将 DJK01 电源控制屏的电源选择开关打到"直流调速"侧，使输出线电压为 200V ，用两根导线将 200V 交流电压接到 DJK03 的"外接 220V "端，按下"启动"按钮，打开 DJK03 电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器 RP1 ，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在 30° ~ 170° 范围内移动 ?
(2) 单相半波可控整流电路接电阻性负载
触发电路调试正常后，按图 3-3 电路图接线。将滑线变阻器调在最大阻值位置，按下"启动"按钮，用示波器观察负载电压 U d 、晶闸管 VT 两端电压 U VT 的波形，调节电位器 RP1 ，观察 α =30° 、 60° 、 90° 、 120° 、 150° 时 U d 、 U VT 的波形，并测量直流输出电压 U d 和电源电压 U 2 ，记录于下表中。
α | 30° | 60° | 90° | 120° | 150° |
U 2 | |||||
U d (记录值) | |||||
U d /U 2 | |||||
U d (计算值) |
U d =0.45U 2 (1+cos α )/2
α | 30° | 60° | 90° | 120° | 150° |
U 2 | |||||
U d ( 记录值) | |||||
U d /U 2 | |||||
U d (计算值) |
接入续流二极管 VD1 ，重复上述实验，观察续流二极管的作用 , 以及 U VD1 波形的变化。
α | 30° | 60° | 90° | 120° | 150° |
U 2 | |||||
U d (记录值) | |||||
U d /U 2 | |||||
U d (计算值) |
计算公式 : U d = 0.45U 2 (l 十 cosα)/2
八、实验报告
(1) 画出 α=90° 时，电阻性负载和电阻电感性负载的 U d 、 U VT 波形。
(2) 画出电阻性负载时 U d /U 2 =f(α) 的实验曲线，并与计算值 U d 的对应曲线相比较。
(3) 分析实验中出现的现象，写出体会。
半波整流电路:半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路，除去半周、剩下半周的整流方法，叫半波整流。作用是将交流电转换为直流电，也就是整流。
市电(交流电网)变为稳定的直流电需经过变压、整流、滤波和稳压四个过程
利用二极管的单向导电性，将大小和方向都随时间变化的工频交流电变换成单方向的脉动直流电的过程称为整流。半波整流后因为丢弃了交流电的一半波形，所以输出电压大致约为原电压的一半，比如输入为24V交流电压，经半波整流后，输出直流电压约为12V.
有时将变压器、整流电路和滤波电路一起统称为整流器.
单相半波整流电路(Half wave rectifier)如图7.1.1所示，图中T为电源变压器(Power transformer),RL为电阻性负载。
设变压器二次绕组的交流电压u2= U2sinωt，式中，U2为二次电压有效值。u2的波形如图7.1.2(a)所示。
图7.1.1 单相半波整流电路
(1)正半周u2瞬时极性a(+)，b(-)，VD正偏导通，二极管和负载上有电流流过。若向压降UF忽略不计，则uo=u2。
(2)负半周u2瞬时极性a(-)，b(+)，VD反偏截止，IF≈0，uD=u2。
负载RL上电压和电流波形见图7.1.2(b)、(c)。uo为u2的半个周期，故称半波整流电路。uo、iL为单向脉动直流电压、电流。
负载上直流电压和电流的计算:
负载上的直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值。
用傅里叶级数分解
直流分量即为UO(AV)，UO(AV)=0.45U2 ; IL(AV)=UO(AV)/RL=0.45U2/RL。
半波整流:变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。这种电路，变压器中有直流分量流过，降低了变压器的效率;整流电流的脉动成分太大，对滤波电路的要求高。只适用于小电流整流电路。
是由电源变压器Tr整流二极管D与负载电阻RL组成,变压器的初级接交流电源,次级所感应交流电压为
其中U2m为次级电压的峰值,U2为有效值。
电路工作过程是:在u2正半周(ωt=0~π),二极管加正向偏压而导通,有电流iL通过负载电阻RL。因为将二极管看作理想器件,所有RL上的电压uL与u2的正半周电压基本相同。
全波整流可以用:一是变压器与半流整流电路相同，但用四个二极管组成桥式电路，将次级线圈的正、负半周都用起来;二是变压器的次级绕组圈数加倍，中间抽头，实际上由两个次级线圈构成。中间抽头接负载一端，另两个端子各串联一个二极管后接负载的另一端。
它由电源变压器Tr整流二极管D和负载电阻RL组成,变压器的初级接交流电源,次级所感应的交流电压为
其中U2m为次级电压的峰值,U2为有效值。
电路的工作过程是:在u2的正半周(ωt=0~π),二极管因加正向偏压而导通,有电流iL流过负载电阻RL。由于把二极管看作理想器件,故RL上的电压uL与u2正半周电压基本相同。
半波整流电路:半波整流是一种利用二极管的单向导通特性来进行整流的常见电路，除去半周、剩下半周的整流方法，叫半波整流。作用是将交流电转换为直流电，也就是整流。半波整流电路:半波整流是一种利用二极管的单向...
1)对于串联型电源电路整流二极管，应选择整流二极管最大整流，电流与反向工作电压适合条件二极管。 2)对于开关型稳压电路用整流二极管应选择使用工作频率较高，且反向恢复时司短快恢复型整流二极管。而不能使...
首先要求二极管的耐压值应该大于输入电压的2倍以上。然后根据电路的最大工作电流选择合适的二极管，要求有2倍以上的余量。最后说：如果是开关电源或是高频脉冲电路，应该选用快恢复二极管或基二极管。
相半波可控整流电路课程设计
相半波可控整流电路课程设计
1 电力电子技术课 程设计报告 题 目 ： 三 相 半 波 整 流 电 路 设 计 姓 名 黄江波 学 号 200909740134 年 级 2009 级 6班 专业 电气工程及其自动化 系（院） 汽车学院 指导教师 齐延兴 2012年 1 月 1 日 2 一、引言 整流电路 就是把 交流电 能转换 为直流 电能的 电路。 大多数 整流电 路由 变压器、 整流主 电路和 滤波器等 组成。 它在直 流电动 机的调 速、发 电机的 励磁调节 、电解 、电镀 等领域得 到广泛 应用。 整流电 路通常 由主电 路、滤 波器和变压器 组成。 20世纪 70年代以后 ，主电路多用硅整 流二极管和晶闸 管组成。 滤波器 接在主 电路与负 载之间 ，用于 滤除脉 动直流 电压中 的交流 成分。变 压器设 置与否 视具体情 况而定 。变压 器的作 用是实 现交流 输入电 压
单相半波可控整流电路仿真实验指导书
单相半波可控整流电路仿真实验指导书
实用标准文档 文案大全 单相半波可控整流电路仿真实验 一、实验目的和要求 1. 掌握晶闸管触发电路的调试步骤与方法； 2. 掌握单相半波可控整流电路在电阻负载和阻感负载时的工作； 3. 掌握单相半波可控整流电路 MATLAB的仿真方法，会设置各个模块的参数。 二、原理图 单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器 t 器变换电压和隔离的作用，用 u1和 u2 分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电 压 u2为 50hz正弦波波形如图所示，其有效值为 u2，如图 1-1。 1u 2u VT Tu du di Tr 图 1-1 三、实验模型和参数设置 实用标准文档 文案大全 2.参数设置 仿真参数，算法（ solver ）ode15s，相对误差（ relativetolerance ）1e-3 ，开始时间 0 结束时间 0.05s ，如图 1-3
整流器是将交流电压转换为直流电压的电子设备。换句话说，它将交流电转换成直流电。几乎所有的电子设备都使用整流器。主要用于将主电压转换为电源部分的直流电压。通过使用直流电压供应电子设备工作。根据导通时间，整流器分为两类：半波整流器和全波整流器。
半波整流器的工作
在正半周期内，二极管处于正向偏置状态，并将电流传导至RL（负载电阻）。在负载上产生电压，这与正半周的输入交流信号相同。
或者，在负半周期间，二极管处于反向偏置状态，没有电流流过二极管。只有交流输入电压出现在负载两端，并且这是在正半周期内可能出现的最终结果。输出电压脉动直流电压。
整流器电路
单相电路或多相电路位于整流器电路之下。对于国内应用，使用单相低功率整流电路，工业HVDC应用需要三相整流。PN结二极管最重要的应用是整流，它是将交流转换为直流的过程。
单相整流器
半波整流
在单相半波整流器中，交流电压的正或负一半流动，而交流电压的另一半被阻断。因此输出只接收交流波的一半。单相半波整流需要一个二极管，三相电源需要三个二极管。半波整流器比全波整流器产生更多数量的纹波，并且消除谐波需要更多的滤波。
对于正弦输入电压，理想半波整流器的空载输出直流电压为Vrms = Vpeak / 2Vdc = Vpeak /π
这里
Vdc，Vav - 直流输出电压或平均输出电压
Vpeak - 输入相电压的峰值
Vrms - 均方根值的输出电压
半波整流器的操作
PN结二极管仅在正向偏置条件下导通。半波整流器采用与PN结二极管相同的原理，从而将交流转换为直流。在半波整流电路中，负载电阻与PN结二极管串联。交流电是半波整流器的输入。一个降压变压器需要输入电压，而变压器的输出结果会提供给负载电阻和二极管。
在正半周期内，二极管处于正向偏置状态。在负半周期间，二极管处于反向偏置状态。电压输出在负载电阻上测量。在正半周期内，输出为正值且显着。在负半周期内，输出为零或不显着。这被称为半波整流。
半波整流器的工作
在正半周期中，当上端的次级绕组相对于下端为正时，二极管处于正向偏置状态并导通电流。在正半周期中，当假定二极管的正向电阻为零时，输入电压直接施加到负载电阻。输出电压和输出电流的波形与交流输入电压的波形相同。
在负半周期中，当下端的次级绕组相对于上端为正时，二极管处于反向偏置状态并且不传导电流。在负半周期间，负载两端的电压和电流保持为零。反向电流的幅度非常小，并且被忽略。所以，在负半周期内没有功率输出。
一系列正半周是在负载电阻上产生的输出电压。输出是一个脉动的直流波，并使平滑的输出波滤波器，这应该是跨越负载，使用。如果输入波是半周期的，那么它被称为半波整流器。
三相半波整流电路
三相半波非控制整流器需要三个二极管，每个都连接到一个相。三相整流器电路在直流和交流连接上都会产生大量谐波失真。直流侧输出电压每个周期有三个不同的脉冲。
半波整流器特性
用于以下参数的半波整流器的特性
PIV（峰值反向电压）
在反向偏压条件下，二极管必须承受其最大电压。在负半周期内，没有电流流过负载。因此，二极管上会出现整个电压，因为负载电阻没有电压降。
半波整流器的PIV = V SMAX
二极管的平均电流和峰值电流
假设变压器次级的电压为正弦波，其峰值为V SMAX。施加给半波整流器的瞬时电压是Vs = V SMAX Sin wt流过负载电阻的电流是
I MAX = V SMAX /（R F + R L）
规
调整是空载电压与满载电压相对于满载电压的差值，电压调整百分比为％调节= {（Vno-load-Vfull-load）/ Vfull-load} * 100效率输入AC与输出DC的比率称为效率（？）。
？= Pdc / Pac
传递给负载的直流电源是
Pdc = I 2 dc R L =（I MAX /π）2 R L
输入到变压器的交流电源，
Pac =负载电阻的功耗+结型二极管的功耗
= I 2 rms R F + I 2 rms R L = {I 2 MAX / 4} [R F + R L ]
α= Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R F / R L }
当R F被忽略时，半波整流器的效率为40.6％。
纹波系数（γ）
纹波含量被定义为输出DC中存在的AC含量。如果纹波系数较小，整流器的性能会更好。半波整流器的纹波系数值为1.21。
I 2 = I 2 dc + I 2 1 + I 2 2 + I 2 4 = I 2 dc + I 2 acγ=我交流 / I DC =（I 2 - I 2 直流）/ I DC = {（I RMS / I 2 直流）/目标值Idc = {（I RMS / I 2 直流）-1} = K ?F 2 -1 ）其中kf - 形状因子kf = Irms / Iavg =（Imax / 2）/（Imax /?）=?/ 2 = 1.57所以， γ =（1.572-1）= 1.21变压器利用系数（TUF）
它被定义为输送到负载和变压器次级AC额定值的AC电力的比率。半波整流器的TUF约为0.287。
半波整流器的优点
低廉
简单
使用方便
组件数量少
半波整流器的缺点
更多的波纹内容
变压器利用率非常低
双半波整流电路
变压器次级中心抽头的全波整流电路。从图2的电路很容易看出，它是两个半波整流电路结合而成的，所以也称为双半波整流电路。变压器的中心抽头为地电位，把交流电压正、负半周分成两部分。正弦交流电正半周时二极管DA导通，电流通过DA到负载；负半周时二极管DB导通，电流通过DB也到负载。和半波整流电路相比，在交流电压的正、负半周上都有电流通过负载。虽然每个时刻流到负载的电流并未增加，但平均输出电流比半波整流加倍，流过每个管的电流为负载电流的1/2。有载时平均输出电压是变压器次级半个绕组电压有效值的0.9倍 。
桥式全波整流电路
经常使用的整流电路是桥式全波整流电路。它的变压器次级只有一个绕组，接在由四只二极管组成的电桥上。四只管又分成两对，每对串联起来工作。当正弦交流电的正半周到来时，即变压器次级上端为正时，二极管DA和DC导通而二极管DB和DD截止，如图3b所示。当正弦交流电压的下半周到来时，即变压器上端相对于下端为负时，二极管DB和DD导通而二极管DA和DC截止，如图3c所示。可以看出，不论是DA和DC导通，或是DB和DD导通，流过负载的电流方向都是一致的，在负载上产生的电压都是上正下负。输出波形与变压器具有中心抽头的全波整流器的整流波形相同，如图3d。每一个脉冲波形对应两个导通管 。
另外，当DA和DC管导通时，可近似将它们看作短路，变压器次级的反向峰值电压是加到截止管DB和DD上的（两管并联），所以每只管承受的反向峰值电压为√2Erms。加到电阻性或电感性负载上的输出电压为变压器次级有效值电压的0.9倍；加到电容性负载的输出电压是变压器次级有效值电压的√2倍。一般估算认为，带负载时输出电压为1.2Erms。两对二极管交替工作，输出电流比半波整流器加大了一倍，每只管流过的电流ID仅为负载电流Id的一半，即ID=1/2Id 。
双半波整流电路
变压器次级中心抽头的全波整流电路。从图2的电路很容易看出，它是两个半波整流电路结合而成的，所以也称为双半波整流电路。变压器的中心抽头为地电位，把交流电压正、负半周分成两部分。正弦交流电正半周时二极管DA导通，电流通过DA到负载；负半周时二极管DB导通，电流通过DB也到负载。和半波整流电路相比，在交流电压的正、负半周上都有电流通过负载。虽然每个时刻流到负载的电流并未增加，但平均输出电流比半波整流加倍，流过每个管的电流为负载电流的1/2。有载时平均输出电压是变压器次级半个绕组电压有效值的0.9倍[1]。
双半波整流电路
桥式全波整流电路
经常使用的整流电路是桥式全波整流电路。它的变压器次级只有一个绕组，接在由四只二极管组成的电桥上。四只管又分成两对，每对串联起来工作。当正弦交流电的正半周到来时，即变压器次级上端为正时，二极管DA和DC导通而二极管DB和DD截止，如图3b所示。当正弦交流电压的下半周到来时，即变压器上端相对于下端为负时，二极管DB和DD导通而二极管DA和DC截止，如图3c所示。可以看出，不论是DA和DC导通，或是DB和DD导通，流过负载的电流方向都是一致的，在负载上产生的电压都是上正下负。输出波形与变压器具有中心抽头的全波整流器的整流波形相同，如图3d。每一个脉冲波形对应两个导通管[1]。
另外，当DA和DC管导通时，可近似将它们看作短路，变压器次级的反向峰值电压是加到截止管DB和DD上的（两管并联），所以每只管承受的反向峰值电压为√2Erms。加到电阻性或电感性负载上的输出电压为变压器次级有效值电压的0.9倍；加到电容性负载的输出电压是变压器次级有效值电压的√2倍。一般估算认为，带负载时输出电压为1.2Erms。两对二极管交替工作，输出电流比半波整流器加大了一倍，每只管流过的电流ID仅为负载电流Id的一半，即ID=1/2Id[1]。
半波整流电路工作原理和特点