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1、电力电子主电路整流电路：整流电路（rectifying circuit）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与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流
2、过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直 流 电 压 和交 流 电 压 的混合电压，习惯上称单向脉动性直流电压。对 整 流 电 路 的 意 义 有 一 下 总 结 ：1、电源电路中的整流电路主要有半 波 整 流 电 路 、全波整流电路和桥式整流三种，倍压整流电路用于其它交流信号的整流，例如用于发 光 二 极 管 电平指示器电路中，对音频信号进行整流。 2、前三种整流电路输出的单向脉动性直流电特性有所不同，半波整流电路输出的电压只有半周，所以这种单向脉动性直流电主要成分仍然是 50Hz 的，因为输入交流市电的频率是 50Hz，半波整流电路去掉了交
3、流电的半周，没有改变单向脉动性直流电中交流成分的频率；全波和桥式整流电路相同，用到了输入交流电压的正、负半周，使频率扩大在倍为100Hz，所以这种单向脉动性直流电的交流成分主要成分是 100Hz 的，这是因为整流电路将输入交流电压的一个半周转换了极性，使输出的直流脉动性电压的频 率 比输入交流电压提高了一倍，这一频率的提高有利于滤波电路的滤波。 3、在电源电路的三种整流电路中，只有全波整流电路要求电源变压器的次级线圈设有中心抽头，其他两种电路对电 源 变 压 器 没有抽头要求。另外，半波整流电路中只用一只二极管，全波整流电路中要用两只二极管，而桥式整流电路中则要用四只二极管。根据上述两个特点，
4、可以方便地分辨出三种整流电路的类型，但要注意以电源变压器有无抽 头 来分辨三种整流电路比较准确。 4、在半波整流电路中，当整流二极管截止时，交流电压峰值全部加到二极管两端。对于全波整流电路而言也是这样，当一只二极管导通时，另一只二极管截止，承受全部交流峰值电压。所以对这两种整流电路，要求电路的整流二极管其承受反向峰值电压的能力较高；对于桥式整流电路而言，两只二极管导通，另两只二极管截止，它们串联起来承受反向峰值电压，在每只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
5、、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
6、入交流电压提供。 整 流 电 路 -分 类 方 式按 组 成 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（S CR、G TR、G TO 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。 按 电 路 结 构可分为零式电路和桥
7、式 电 路 按 变 压 器 二 次 侧 电 流 的 方 向方向是单向或双向，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。 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
8、波器，升压斩波器和复合斩波器三种。 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；
9、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。 整流电路-作用原理电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。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。 半波整流电路 一 、 半 波 整 流 电 路半波整流电路是一种最简单的整流电路。它由电源变压器 B 、整流二 极 管 D 和负载电 阻 Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为 220 伏）变换为所需要的交变电压 e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。 变 压 器 砍级电压 e2，是一个方向和大小都随时间
10、变化的正弦波电压，它的波形如图 5-2（a）所示。在 0K 时间内，e2 为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2 通过它加在负载电阻 Rfz 上，在 2 时间内，e2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时 D 承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。在 2 时间内，重复 0 时间的过程，而在 34 时间内，又重复 2 时间的过程这样反复下去，交流电的负半周就被削掉了，只有正半周通过 Rfz，在 Rfz 上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图 5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压 Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为
11、脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以牺牲 一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压 Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场 合 ，而在一般无线电装置中很少采用。 整流电路 二 、 全 波 整 流 电 路如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图 5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级 线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的
12、两个电压 e2a 、e2b ，构成 e2a 、D1、Rfz 与 e2b 、D2、Rfz ，两个通电回路。 全波整流电路的工作原理，可用图 5-4 所示的波形图说明。在 0 间内，e2a 对 Dl 为正向电压，D1 导通，在 Rfz 上得到上正下负的电 压 ；e2b 对 D2 为反向电压，D2 不导通。在 -2 时间内，e2b 对 D2 为正向电压，D2 导通，在 Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2a 对 D1 为反向电压，D1 不导通。 带平衡电抗器的双反星型可控整流电路 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是将整流变压器的两组二次绕组都接成星形，但两组接到晶闸管的同名端相反；两组二次绕
13、组的中性点通过平衡电控器 LB 连接在一起。 三 、 桥 式 整 流 电 路桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。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。 整流电路 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 e
14、2、D2Rfz 、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。 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，比全波整流电路小一半。三相桥式全控电路 TR 为三相整流变压器，其接线组别采用 Y/Y-12。VT1VT6 为晶闸管元件， FU1FU6 为快速熔断器。TS 为三相同步变压器，其接线组别采用 /Y-11。P 端为集成化六脉冲触发电路+24V 电源输出端，接脉冲变压器一次绕组连接公共端。P1P6 端为集成化六脉冲触发电路功放管 V1V
15、6 集电极输出端，分别接脉冲变压器一次绕组的另一端。UC 端为移相控制电压输入端。 三相桥式半控电路 三相桥式半控整流电路与三相桥式全控整流电路基本相同，仅将共阳极组VT4，VT6，VT2 的晶闸管元件换成了 VD4，VD6，VD2 整流二极管，以构成三相桥式半控整流电路。 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整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。 整流电路 图 5-7 示出
16、了二极管并联的情况：两只二极管并 联 、每只分担电路总电流的一半，三只二极管并联，每只分担电路总电流的三分之一。总之，有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是，在实际并联运用时 ，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻 R 一般选用零点几欧至几十欧的电 阻 器 。电流越大，R 应选得越小。 图5-8示出了二极管串联的情况。显然在理想条件下，有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：内阻大的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻 R，可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反
