基于MATLAB的單相橋式整流電路研究

上文已經(jīng)就單相橋式半控整流電路在純電阻性負(fù)載時(shí)進(jìn)行了較為詳盡的分析，而且全控電路與半控電路在純電阻性負(fù)載時(shí)的工作情況基本一致，同時(shí)晶閘管承受的最大正向電壓和反向電壓也同前述電路相同，分別為 和。

以下重點(diǎn)分析帶電阻電感負(fù)載時(shí)的工作情況。

VT1和VT4組成一對(duì)橋臂，在u2正半周(即a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位)承受電壓u2，若在觸發(fā)角α處給晶閘管VT1和VT4施加觸發(fā)脈沖使其開(kāi)通，電流從電源a端經(jīng)VT1、R、VT4流回電源b端，ud=u2。在u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷。假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。負(fù)載中有電感時(shí)電流不能突變，電感對(duì)負(fù)載電流起平波作用，假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且近似為一水平直線，u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過(guò)電流id，并不關(guān)斷。

VT2和VT3組成另一對(duì)橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，至ωt=π+α?xí)r刻，給VT2 和VT3施加觸發(fā)脈沖，因?yàn)閂T2 和VT3本已經(jīng)承受正向電壓，故兩管導(dǎo)通。在u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷。VT2 和VT3導(dǎo)通后，分別給VT4 和VT1施加反向電壓使其關(guān)斷。流過(guò)VT1和VD4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2 和VT3上，此過(guò)程稱為換相，亦稱換流。在下一周期重復(fù)相同過(guò)程，如此循環(huán)。

若4個(gè)晶閘管均不導(dǎo)通，則負(fù)載電流id為零，負(fù)載電壓ud也為零。

根據(jù)上述分析，可求出輸出負(fù)載電壓平均值為：
（5）
晶閘管移相范圍為90°。晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。
晶閘管導(dǎo)通角θ與α無(wú)關(guān)，均為180°。
電流的平均值和有效值分別為：

（6）

（7）

變壓器二次側(cè)電流i 2的波形為正負(fù)各180°的矩形波，其相位由α決定，有效值i 2= id。
帶電阻電感性負(fù)載單相橋式全控整流電路的仿真模型如圖6所示。

圖6 單相橋式半控整流電路的仿真模型

（1） 帶純電阻性負(fù)載情況

相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置與前述單相橋式半控整流電路相同。

設(shè)置觸發(fā)信號(hào)1和觸發(fā)信號(hào)3的初相位為0s（即0），觸發(fā)信號(hào)2和觸發(fā)信號(hào)4的初相位為0.01s（即180），此時(shí)的仿真結(jié)果如圖7（a）所示；設(shè)置觸發(fā)信號(hào)1和觸發(fā)信號(hào)3的初相位為0.005s（即90），觸發(fā)信號(hào)2和觸發(fā)信號(hào)4的初相位為0.015s（即270），此時(shí)的仿真結(jié)果如圖7（b）所示。