单相全波可控整流电路的分析

杨桂华

摘 要：介绍单相全波可控整流电路，设计其主电路及控制电路，简述晶闸管的触发过程，叙述其工作原理。

关键词：单相全波可控整流电路；主电路；控制电路；晶闸管；工作原理

整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统电源等。

1系统介绍

单相全波可控整流电路是一种实用的单相可控整流电路，又称单相双半波可控整流电路。

该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电路构成。输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载 。在电路中还加了防雷击的保护电路，然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中，整流电路中的晶闸管在发出信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。

在电路中，过电保护部分我们分别选择快速熔断器做过流保护，而过电压保护则采用RC电路。这部分的选择主要考虑到电路的简单性，所以采用这样的电路保护部分。

学习整流电路的工作原理时，要根据电路中开关器件通、断状态及交流电源电压波形和负载的性质，分析其输出电压、电路中各元器件的电压及电流波形。

2电路分析

2.1主电路分析

单相全波可控整流电路图如图1.1

变压器T带中心抽头，在U2正半周，VT1工作，变压器二次绕组上半部分流过电流。若在时触发，VT1导通，电流经VT1、阻感负载和T二次侧中心抽头形成回路，但由于大电感的存在，U2过零变负时，电感上的感应电动势使VT1继续导通，直到VT2被触发时，VT1承受反向电压而截止，输出电压波形出现了负值部分；在U2负半周，VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流，在时触发，VT2导通，负载电流从VT1 换流至VT2中。在wt=2π，电压U2过零时，VT2因电感中的感应电动势一直导通，直到下个周期VT1导通。此后重复以上过程。

2.2控制分析

为了保证晶闸管电路正常、可靠的工作，触发电路必须满足以下要求：

①触发脉冲有足够的宽度；

②触发脉冲有足够的幅度；

③触发脉冲有合适的触发功率；

④触发脉冲应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

根据任务要求，由于整流器采用的是晶闸管，因此采用晶闸管直接触发电路。此电路是同步信号为锯齿波的触发电路，输出为单窄脉冲，也可为双窄脉冲。本设计采用单窄脉冲，电路可分为三个基本环节：脉冲的形成与放大，锯齿波的形成和脉冲移相，同步环节。此外电路中还有强触发和双窄脉冲的形成环节。现重点介绍脉冲形成，脉冲移相，同步等环节。

有同步变压器副边输出交流同步电压，经VD半波整流，再由稳压管V1、V2进行消波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压是，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压，使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端出现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但只有输出的第一个触发脉冲对晶闸管的触发时刻起作用。充电时间常数由电容C1和等效电阻决定，调节RP1改变C1的充电时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。

3结束语

本文总结了单相全波可控整流电路主电路和控制电路的工作过程，通过分析单结晶体管的触发过程，达到整流的效果。

（作者单位：辽宁工贸学校）