（已结贴）工控求职面试题擂台第三十八期—单相全波可控整流电路的问题 点击：3014 | 回复：16
单相全波可控整流电路带电阻负载的电路图如下图所示：
擂台一：请简要分析单相全波可控整流电路输出电压和电流波形图？附有相关图形和解释的更佳！
擂台二：请简要分析单相全波可控整流电路和单相桥式全控整流电路的区别？？附有相关图形和解释的更佳！
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擂台一与擂台二放在一起作答了：
一.单相全波可控整流电路
单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。变压器不存在直流磁化的问题。单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用
1.电路结构
单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个
电路。如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。 单相全控桥式整流电路带电
阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、
vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，
变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)
2.电阻负载
半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。其工作过程如下：
a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。
d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流，ud又为零。
3.续流二极管的作用
1)避免可能发生的失控现象。 2)若无续流二极管，则当a 突然增大至180°或触发脉冲丢
失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半
波，其平均值保持恒定，称为失控。3)有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，避
免了失控的现象。4)续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。
4.单相桥式半控整流电路的另一种接法
相当于把上图中的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以省去续流二极管
VDR，续流由VD3和VD4来实现。
二.阻感性负载(设WL>R)
1．电路结构
带阻感性负载的单相全控桥式电路如图3—7(a)所示。由于电感的感应电势使输出电压
波形出现负波。输出电流是近似乎直的，晶间管和变压器副边的电流为矩形波。
2．工作原理及工作波形
(1)在u2正半波的区间
当wt＝o-a时：品间管vT 1、vT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。假设电路己工作在稳 定状态，则在o—a区间出于电感释放能量，晶闸管vT2、vT4维持导通。
当wt＝a时刻及以后：在wt＝a处触发晶闸管vTl、vT4使其导通，电流沿a—>vT1->L->
R->VT4-b-Tr的二次绕组一>a流通，此时负载上有输出电压和屯流。电源电压反向加到晶闸管vT2、vT3上，使其承受反压而处于关断状态。
(2)在u2负半波区间 ‘
当wt＝180度时：电源电压自然过零，感应电势使品闸管vTl、vT4继续导通波，晶间管vT2、vT3承受正压，因元触发脉冲，vTz、v工处于关断状态。
在wt＝180+a时刻及以后：在wt＝180+a处触发品间管vT2、VT3使其导通，电流沿b—VT3—L－－R－－VT2－－-a－－-Tr的二次绕组一>b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压和电流，此时电源电压反向加到上vTl、vT4，使其承受反压而变为关断状态。晶闸管vT2、VT3一直耍导通到下一周期wt=360+a处再次触发晶间管vT1、vT4为止。
3. 为扩大移相范围，增大输山电压，同样可以在负载两端并一续流二极管。
4. 电路如图4(a)所示。接—续流二极管vD后，当电源电压降到零时．负载电流经续流二极管vD续流，使电路直流输出端只有1v左右的压降，迫使晶间管的电流城小到维持电流以下而关断。一个周期内工作波形如图4(b)所示。
图3—8 单相全控桥阻感性负载带续流二极管
从工作波形可看出：在一个周期中，晶闸管的导通角为180-a。续流管的导通角为2a。
1. 单相全波可控整流电路输出电压和电流波形图
单相全波可控整流电路
(a)电路图 (b)波形图
全波整流电路的输出，与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为
流过负载的平均电流为
二极管所承受的最大反向电压
单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同。
单相桥式整流电路图及工作原理
单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图10.1.2所示。
（a）整流电路 (b)波形图
在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图(a)的电路图可知：
当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图(b)。
参数计算
根据图（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。
单相桥式整流电路的负载特性曲线
单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲线 . 该曲线如下图所示。曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
2.
擂台二：请简要分析单相全波可控整流电路和单相桥式全控整流电路的区别？？附有相关图形和解释的更佳！
（a） （b）
在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图(a)的电路图可知：
当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图(b)。
区别：
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。变压器不存在直流磁化的问题。单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用。
擂台一：请简要分析单相全波可控整流电路输出电压和电流波形图？附有相关图形和解释的更佳！
单相全波可控整流电路
单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波 可控整流电路。
图 1 单相全波可控整流电路及波形
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。变压器不存在直流磁化的问题。单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的 消耗多。单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。单相全波导电回路只含1个晶闸管， 比单相桥少1个，因而管压降也少1个。因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用.
擂台二：请简要分析单相全波可控整流电路和单相桥式全控整流电路的区别
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
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单相全波可控整流电路输出电压和电流波形图
电阻性负载
电感性负载
反电势负载
若α <δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。
若负载为直流电动机时，此时负载性质为反电动势电感性负载，电感不足够大，输出电流波形会断续。在负载回路串接平波电抗器可以减小电流脉动，如果电感足够大，电流就能连续， α >δ时,在这种条件下其工作情况与电感性负载相同。
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单相全波可控整流电路和单相桥式全控整流电路的区别
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
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