《通信电源》课件-通信电源第4版第5章 整流电路

通信电源（第4版）漆逢吉主编1第5章整流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。通信电源（第4版）漆逢吉主编25.1不控整流电路

5.1.1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）为通信电源（第4版）漆逢吉主编35.1.2三相桥式不控整流电路

1．电阻性负载输出直流电压为：Ul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。通信电源（第4版）漆逢吉主编4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：通信电源（第4版）漆逢吉主编52．电感性负载理想情况下功率因数为：通信电源（第4版）漆逢吉主编65.2可控整流电路

5.2.1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。

通信电源（第4版）漆逢吉主编72．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

触发过程通信电源（第4版）漆逢吉主编83．伏安特性

晶闸管的阳极伏安特性晶闸管的门极伏安特性

通信电源（第4版）漆逢吉主编94．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见教材P107~108。通信电源（第4版）漆逢吉主编105.2.2三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。通信电源（第4版）漆逢吉主编11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

VS2VS3VS3VS5

VS6

VS6

VS4VS4VS5通信电源（第4版）漆逢吉主编12电阻性负载（续2）α＝0°的波形图

通信电源（第4版）漆逢吉主编13电阻性负载（续3）

α＝60°的波形图α＝90°的波形图通信电源（第4版）漆逢吉主编14练习题5的答案α＝30°的波形图通信电源（第4版）漆逢吉主编15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：①VS1、VS5导通，ud=uab；②VS1、VS6导通，ud=uac；③VS2、VS6导通，ud=ubc；④VS2、VS4导通，ud=uba；⑤VS3、VS4导通，ud=uca；⑥VS3、VS5导通，ud=ucb。依此循环。通信电源（第4版）漆逢吉主编16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，输出直流电压为通信电源（第4版）漆逢吉主编172．电感性负载·当0≤α≤60°时，输出电压ud波形同电阻性负载时一样。·当α＞60°时，在线电压过零变负时，负载电感产生感应电势维持电流的存在，所以原来导通的晶闸管不会截止，继续保持导通状态。此时，输出电压ud波形中有负电压。通信电源（第4版）漆逢吉主编18电感性负载（续）当α＝90°时，如负载电感足够大，则输出电压ud波形图中正向面积和负向面积接近相等，输出直流电压Ud近似为零。可见电感性负载的三相桥式全控整流电路在电感足够大时，最大有效移相范围只有90°，晶闸管的导通角θ则保持120°不变。由于电感的作用，负载电流id波形近似为水平直线，晶闸管电流近似为矩形波。电感性负载的三相桥式全控整流电路输出直流电压为在实际应用中，三相桥式全控整流电路控制角α的变化范围不宜宽（通常α＜60º）。（0≤α≤90°）通信电源（第4版）漆逢吉主编193．输入谐波电流的治理目前在一些双变换UPS中采用6脉冲整流器，它就是三相桥式全控整流器。三相桥式全控整流电路输入电流中包含交流电源频率的5、7、11、13、17、19、23次谐波，其中5次谐波电流最大。如无输入滤波措施，输入电流总谐波畸变率（THDi）达30%以上。

为使UPS达到输入功率因数不小于0.85～0.95、输入电流谐波成分小于25%~5%的要求，宜在三相桥式全控整流电路的输入侧接5次谐波滤波器。接入5次谐波滤波器后，6脉冲整流器满载时输入功率因数可达0.9，输入电流总谐波畸变率（THDi）能达到10%以下；所需油机发电机额定容量约为UPS额定容量的2倍。

通信电源（第4版）漆逢吉主编206脉冲整流器的谐波治理

LP、CP串联支路对50Hz呈容抗，当UPS负载较轻（小于