基于MATLAB的單相橋式整流電路研究

1　引言

整流電路（Rectifier）尤其是單相橋式可控整流電路是電力電子技術中最為重要，也是應用得最為廣泛的電路，不僅應用于一般工業，也廣泛應用于交通運輸、電力系統、通信系統、能源系統等其他領域。因此對單相橋式可控整流電路的相關參數和不同性質負載的工作情況進行對比分析與研究具有很強的現實意義，不僅是電力電子電路理論學習的重要一環，而且對工程實踐的實際應用具有預測和指導作用。

2　單相橋式半控整流電路

圖1中VT1和VT2為觸發脈沖相位互差180的晶閘管，VD1和VD2為整流二極管，由這四個器件組成單相橋式半控整流電路。電阻R和電感L為負載，若假定電感L足夠大，即ωL≥R，由于電感中電流不能突變，可以認為負載電流在整個穩態工作過程中保持恒值。由于橋式結構的特點，只要晶閘管導通，負載總是加上正向電壓，而負載電流總是單方向流動，因此橋式半控整流電路只能工作在第一象限，因為ωL≥R，所以不論控制角α為何值，負載電流id的變化很小。

圖1 單相橋式半控整流電路原理

在u2正半周，觸發角α處給晶閘管VT1施加觸發脈沖，u2經VT1和VD4向負載供電。u2過零變負時，因電感作用電流不再流經變壓器二次繞組，而是由VT1和VD2續流。此階段若忽略器件的通態壓降則負載壓降ud不會出現負的情況。在u2負半周觸發角α時刻，VT2與VD3觸發導通，同時向VT1施加反向電壓并使之關斷，u2經VT2和VD3向負載供電。u2過零變正時，VD4導通，VD3關斷。VT1和VD4續流，負載壓降ud又變為零。
根據上述分析，可求出輸出負載電壓平均值為：

（1）
　α角的移相范圍為180°。輸出電流的平均值為:
（2）
流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：
（3）
流過晶閘管的電流有效值： （4）