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1、电电 力力 电电 子子 技技 术术 Power ElectronicsPower Electronics 安徽省高等学校精品课程 合肥工业大学电气与自动化工程学院 张兴 电力电子技术电力电子技术 凡能将交流电能转换为直流电能的电路统称为整流电路， 简称为AC-DC。 整流电路是出现最早的电力电子电路，自20世纪20年代至 今已经历了以下几种类型： u旋转式变流机组（交流电动机-直流发电机组） u静止式离子整流器和静止式半导体整流器 整流电路有多种分类方法 u按交流电源输入相数来分类，可分为单相与多相整流电 u按电路结构来分类，可分为半波、全波与桥式整流电路 u若按整流电路中使用的电力电子器件来
2、划分，可分为不控整流电 路、相控电路、PWM整流电路 5.1 概述 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单
3、管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 电力电子技术电力电子技术 利用电力二极管的单相导电性可以十分简单地实现交流 直流电力变换。 由于二极管整流电路输出的直流电压只与交流输入电压 的大小有关，不能控制其数值，故称为不控整流电路。 5.2 不控整流电路 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流
4、电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 电力电子技术电力电子技术 t0223 二极管导 通情况 VD1导通VD1截止VD1导通 负载电压 ud u20u2 负载电 流idu2/R0u2/R 二极管端 电压 uVD1 0u20 负载电压 平均值Ud 电源变压器
5、副边电压 有效值为U2 5.2.1 单相不控整流电路 图5-1 单相半波整流电路 带电阻性负载电路及波形 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电
6、路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 单相半波不控整流电路电阻负载时各区间工作情况 电力电子技术电力电子技术 不带续流二极管的单相半波整 流电路带阻感负载电路及波形 t0t1t12 二极管导 通情况 VD1导通 VD1导 通 VD1截止 负载电压 ud u2u20 负载电 流id有有0 二极管端 电压 uVD1 00u2 5.2.1 单相不控整流电路 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2
7、.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 单相半波不控整流电路阻感负载（无续流二极管）时各区间 工作情况 电力电子技术电
8、力电子技术 带续流二极管的单相半波整流 电路带阻感负载（大电感）电 路及电流波形 t02 二极管导通情况VD1导通、 VD2截止 VD1截止、 VD2导通 负载电压 udu20 负载电 流id稳定直流 整流二极管电流iVD1方波电流0 续流二极管电流iVD20方波电流 整流二极管端电压 uVD1 0u2 续流二极管端电压 uVD2 -|u2|0 5.2.1 单相不控整流电路 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相
9、半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 单相半波不控整流电路带阻感负载（大电感）带续流二极管 时各区间工作情况 电力电子技术电力电子技术 半波整流负载电压仅为交流电源的 正半周电压，造成交流电源利用率 偏低，输出
10、脉动大，因此使用范围 较窄。 若能经过变换将交流电源的负半周 电压也得到利用，即获得图5-2a中 的负载电压波形，则负载电压平均 值Ud可提高1倍，电源利用率大大 提高。 半波整流电路交流电源电流是单方 向的，电源变压器存在直流磁化现 象。 采用单相全波整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 单相半波整流电路带电 阻性负载电路及波形 图5-2a 单相全波整流电 路负载电压波形 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三
11、相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 电力电子技术电力电子技术 单相全波整流电路 图5-2 单相全波整流电路及工作状态 a)单相全波整流电路负载电压波形 b)单相全波整流电路 c)交流输入正 半周整流电路工作
12、图 d)交流输入负半周整流电路工作图 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3
13、 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 电力电子技术电力电子技术 t02 二极管导通 情况 VD1导通、VD2 截止 VD2导通、VD1 截止 ud|u2|u2| uVD1和uVD2uVD1=0， uVD2= -2|u2| uVD1= -2|u2|， uVD2=0 Ud 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3
14、 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM整流电路 5.6 同步整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 表5-4 单相全波整流电路各区间工作情况 电力电子技术电力电子技术 图5-3 单相桥式整流电路图5-2 单相全波整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.1 概述 5.
15、2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传统整流电路存在的问题 5.5.2 电压型单相单管PWM整流 电路 5.5.3 电压型桥式PWM整流电路 5.5.4 电流型桥式PWM
16、整流电路 5.6 同步整流电路 单相全波整流电路必须要有一个带中心抽头的变压器，且二极管承受的 最高电压为 。 为获得全波整流电路的负载电压波形，并克服全波整流电路的缺点，可 采用桥式整流电路 电力电子技术电力电子技术 a)单相桥式整流电路 b)交流输入正半周单相桥式整流电路工作图 c)交流输入负半周单相桥式整流电路工作图 5.2.1 单相不控整流电路 5.1 概述 5.2 不控整流电路 5.2.1 单相不控整流电路 5.2.2 三相不控整流电路 5.2.3 整流滤波电路 5.2.4 倍压、倍流不控整流电路 5.3 相控整流电路 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.3 三相桥式相控整流电路 5.3.4 桥式半控整流电路 5.3.5 变压器漏感对整流电路的 影响 5.4 相控有源逆变电路 5.4.1 相控有源逆变原理及实现 条件 5.4.2 逆变失败与最小逆变角 5.5 PWM整流电路 5.5.1 传
