通常在设计时,电容C的取值要根据负60o 45o 52o 载情况来定,使RC≥(3~5)T/2,T为交流15o 电源的周期,此时输出电压Ua≈1.2U_{2。输40o 44o 出电流平均值:IR=Ud/R。在稳态时,电容wRC 10 50100ao C在一个电源周期内充放电能量相等,所以流图3-8初始相位角、导通角8、U3/U2 经电容的电流在一个周期内的平均值为零。
与wRC的函数关系由id=i。+iR可知,Id=IR,且在一个电源周期中,ia有两个波头,分别流经VD1 VD4和VD2、VD3,所以二极管中电流的平均值:ID=Id/2。电路二极管承受的反向电压值为变压器二次侧电压值即为√2U2
在实际应用时,电路中变压器的漏感以及线路电感会对输出波形产生影响,如图3-9所示,此时u波形更为平直,且电流i2的上升阶段平缓很多,这对电路工作是有利的。因此有时为了抑电流冲击,常在直流侧串入较小的电感,构成LC滤波电路。
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(3)单相全波不可控整流电路
图3-10(a)所示为带变压器中心抽头的单相全波不可控整流电路,在图中变压器副边绕组的中点接至负载端,A、B两端经二极管接至负载的另一端。在交流电源u,正半周,VD1导通,u40经VD1加到负载上。在u。负半周,VD2导通,uB经VD2加到负载上,负载电压ud为双半波正弦电压,即得到全波整流,如图3-10(c)所示。双半波的输出电压ud、电源交流电流的波形特性与单相全波桥式不可控整流完全相同。只是这种整流电路在电路结构上少用了两个二极管,但是必须有一个带有中心抽头的变压器,由此使得这种整流A-UPS电源??蓄电池13181559708:
第3章
常用功率变换电路
VD27 本VD24
图3-9 LC滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形电路重量和体积上要大一些,成本也要高一些,但是其优点是直流负载与交流电源侧有电气
隔离且变压器变比不同,直流输出电压也成正比例地改变。VD, "0000 (b)电源电压VD,
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(a)电路
(c)整流电压
图3-10带变压器中心抽头的全波整流电路及其波形图
3.1.2三相整流电路(1)三相半波不可控整流电路
单相桥式不可控整流电路具有很多优点,但是输出功率超过1kW时,就会造成三相电网不平衡。因此要求输出功率大于1k W的整流设备,通常采用三相整流电路。它包含三相半波整流电路、三相桥式整流电路和并联复式整流电路等。本节重点讨论三相半波不可控整流电路和三相桥式不可控整流电路。
如图3-11(a)所示为三相半波不可控整流电路。三个二极管的阴极连接在一起,三相交流电源经三个二极管连接负载正端,交流电源的零线接负载的负端,三相交流电电压相差120o。在图中wt1~wt2的120o期间,uA电位高于uB、uc,二极管VD1导通,uA端电压加至负载上,因此uuA。在wt2~wt3的120o期间,ug比uA、u都高,VD3导通,ug 端电压加至负载上,因此u=uB。在wt3~wt4的120o期间,uc 比uA、uB都高,VD5导通,wc端电压加至负载上,因此u一uc。
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由此得到负载电压u4的波形如图3-11(c)所示,电源电压每个周期中的整流电压有三个脉波。图中所示的输出直流电压u的周期为2/3, 如果交流相电压的幅值为Um,有效值为U2则输出直流电压平均值为
U{6-3._Vm-36_2}21.17U{
2元
>1
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UPS电源技术及应用
若负载为电阻R,则电压、电流波形相同。若负载电感很大以致负载电流为恒定I4时,则电源A相电流为图3-11(d)所示的单方向120o宽的方波电流,幅值为14
三相半波不可控整流电路直流电压平均值ud比单相不可控整流电路高,且比单相整的谐波阶次高而较易于滤波,但是交流电源含有较大的直流分量和二次谐波分童,这对交电源是很有害的,应尽量少采用这种整流电路。