不可控整流电路

1. 单相整流电路

（1）单相半波整流电路

单相半波整流电路实际应用较少，但其电路简单、结构清晰、易于理解，便于深入理解整流原理。单相半波整流电路只用一个整流器件（功率二极管、晶闸管或IGBT等），单相半波不可控整流电路如图3-16所示，整流器件为功率二极管。

当电源电压Us为正半周期时，二极管VD因承受正向电压而导通，若忽略二极管导通压降，则电源电压全部施加在负载上；当Us为负半周时，二极管VD承受反向电压而关断，此时负载电压为零。在电阻负载下，负载电流波形与电压相同，电阻负载电压电流波形如图3-17所示。

图3-16 单相半波不可控整流电路

图3-17 电阻负载电压电流波形

输出平均直流电压为

式中，Umax——电源电压 Us的幅值（V），二极管承受的最大反向电压。

（2）单相桥式整流电路

单相桥式不可控整流电路如图3-18所示。二极管VD1、VD4串联构成一个桥臂，二极管VD2、VD3串联构成另一个桥臂。将VD1、VD3的阴极连在一起，构成共阴极连接，将VD2、VD4的阳极连在一起，构成共阳极。交流电源Us与整流桥之间有变压器 T，二次侧电压为U1 ，感性负载可等效为电感L与电阻R的串联，跨接在共阳极与共阴极之间。

图3-18 单相桥式不可控整流电路

当U1为正半周时，VD1、VD2导通，ULU= 1；当U1为负半周时，VD3、VD4导通，UL=-U 1。负载得到的是电源电压的全部波形，只是将电源的负半周反转180°加在负载上。

由于是感性负载，电压过零时，负载电流不为零。当负载电感L足够大时，负载电流Li近似为一平流直流，而变压器二次侧电流近似为交变的方波电流。正半周时，VD1、VD2导通，所以iVD1=iVD2=iL；VD3、VD4不导通，所以iVD3=iVD4=0。负半周时，VD3、VD4导通，所以iVD3=iVD4=iL；VD1、VD2不导通，所以i VD1=iVD2=0。

二极管承受反压的情况为：U1正半周时，VD1、VD2导通，所以UVD1=UVD2=0，而UVD3=UVD4=-U1；而U1负半周时，VD3、VD4导通，所以UVD3=UVD4=0，而UVD1=UVD2=U1。可见每个功率二极管承受的最大反向电压为电源电压U1的幅值电压Umax。

2. 三相桥式整流电路

广泛应用的三相桥式整流电路是从三相半波电流电路扩展而来。三相桥式整流电路是由两组三相半波整流电路串联而成的，一组接成共阴极，另一组接成共阳极，这种整流电路不再需要变压器中点。

三相桥式不可控整流电路如图3-19所示。VD1、VD3、VD5共阴极三相半波整流，VD2、VD4、VD6共阴极三相半波整流。

三相桥式整流电路工作时，共阴极的三个二极管中，阳极交流电压最高的那个二极管优先导通，而另外两个二极管因承受反压处于关断状态；同理，共阳极的三个二极管中，阴极交流电压最低的那个二极管优先导通，而另外两个二极管因承受反压处于关断状态。即在电路工作过程中，共阴极组和共阳极组中各有一个二极管处于导通状态，其工作波形如图 3-20所示。

图3-19 三相桥式不可控整流电路

在图示波形Ⅰ段中，a相电压最高，而b相负值电压最低，因此VD1、VD6导通， ud=ua-ub=uab。在 tω1时刻，由于 cu比bu更低，所以共阳极组VD2导通，VD6承受反压而关断，此时ud=ua-uc=uac；在 tω1时刻，由于ub ＞ua，所以共阴极组VD3导通，VD1承受反压而关断，此时ud=ub-uc=ubc。以此类推，输出电压 ud为线电压中最大的一个，其波形为线电压u21的包络线。输出电压ud一个周期内脉动六次，每次脉动的波形都相同，因此三相桥式整流电路也称为六脉波整流电路。该整流电路的输出电压波形比单相桥式整流电路的输出电压波形更为平滑，因而更容易滤波。

图3-20 负载电压波形

在单相桥式整流电路中，每个二极管承受甲流电源的相电压幅值，而在三相桥式整流电路中，每个二极管要承受交流电源线电压的幅值，因此三相桥式整流电路中的二极管需要选用更高的耐压值。