5.1電容濾波的不可控整流電路5.1.1電容濾波的單相不可控整流電路5.1.2電容濾波的三相不可控整流電路5.1電容濾波的不可控整流電路在交—直—交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應用場合中，大量應用。最常用的是單相橋和三相橋兩種接法。由于電路中的電力電子器件采用整流二極管，故也稱這類電路為二極管整流電路。5.1.1電容濾波的單相不可控整流電路常用于小功率單相交流輸入的場合，如目前大量普及的微機、電視機等家電產(chǎn)品中。1）工作原理及波形分析圖2-26

電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a)電路

b)波形基本工作過程：在u2正半周過零點至wt=0期間，因u2<ud，故二極管均不導通，電容C向R放電，提供負載所需電流。至wt=0之后，u2將要超過ud，使得VD1和VD4開通，ud=u2，交流電源向電容充電，同時向負載R供電。b)0iudqdp2pwti,uda)+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4idiCiRud5.1.1電容濾波的單相不可控整流電路2)主要的數(shù)量關(guān)系

輸出電壓平均值

電流平均值

輸出電流平均值IR為：IR=Ud/R

Id=IR

二極管電流iD平均值為：ID=Id/2=IR/2

二極管承受的電壓

（2-47）（2-48）（2-49）空載時，。重載時，Ud逐漸趨近于0.9U2，即趨近于接近電阻負載時的特性。在設計時根據(jù)負載的情況選擇電容C值，使,此時輸出電壓為：Ud≈1.2U2。（2-46）5.1.1電容濾波的單相不可控整流電路

感容濾波的二極管整流電路實際應用為此情況，但分析復雜。ud波形更平直，電流i2的上升段平緩了許多，這對于電路的工作是有利的。圖2-29

感容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a）電路圖b）波形a)b)u2udi20dqpwti2,u2,ud5.1.2電容濾波的三相不可控整流電路1）基本原理某一對二極管導通時，輸出電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個，該線電壓既向電容供電，也向負載供電。當沒有二極管導通時，由電容向負載放電，ud按指數(shù)規(guī)律下降。圖2-30

電容濾波的三相橋式不可控整流電路及其波形a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt電流id

斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件wRC=在輕載時直流側(cè)獲得的充電電流是斷續(xù)的，重載時是連續(xù)的，分界點就是R=/wC。由“電壓下降速度相等”的原則，可以確定臨界條件。假設在wt+d=2p/3的時刻“速度相等”恰好發(fā)生，則有圖2-31電容濾波的三相橋式整流電路當wRC等于和小于時的電流波形a）wRC=

b）wRC<由上式可得（2-50）a)b)wtwtwtwtaidaidOOOO5.1.2電容濾波的三相不可控整流電路考慮實際電路中存在的交流側(cè)電感以及為抑制沖擊電流而串聯(lián)的電感時的工作情況：電流波形的前沿平緩了許多，有利于電路的正常工作。隨著負載的加重，電流波形與電阻負載時的交流側(cè)電流波形逐漸接近。圖2-32

考慮電感時電容濾波的三相橋式整流電路及其波形a）電路原理圖b）輕載時的交流側(cè)電流波形

c）重載時的交流側(cè)電流波形b)c)iaiaOO

tt2.4.2電容濾波的三相不可控整流電路2)主要數(shù)量關(guān)系（1）輸出電壓平均值

Ud在（2.34U2~2.45U2）之間變化（2）電流平均值

輸出電流平均值IR為：IR=Ud/R

（2-51）與單相電路情況一樣，電容電流iC平均值為零，因此：Id=IR

（2-52）二極管電流平均值為Id的1/3，即：ID=Id/3=IR/3

（2-53）（3）二極管承受的電壓

二極管承受的最大反向電壓為線電壓的峰值，為。

5.2.1諧波和無功功率分析基礎1）諧波對于非正弦波電壓，滿足狄里赫利條件，可分解為傅里葉級數(shù)：電流諧波總畸變率THDi（TotalHarmonicdistortion）定義為

（2-58）正弦波電壓可表示為：基波（fundamental）——頻率與工頻相同的分量諧波——頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量諧波次數(shù)——諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比5.2.1諧波和無功功率分析基礎2）功率因數(shù)正弦電路中的情況電路的有功功率就是其平均功率：（2-59）視在功率為電壓、電流有效值的乘積，即S=UI

（2-60）無功功率定義為：Q=UIsinj

（2-61）功率因數(shù)l定義為有功功率P和視在功率S的比值：（2-62）此時無功功率Q與有功功率P、視在功率S之間有如下關(guān)系：（2-63）功率因數(shù)是由電壓和電流的相位差j決定的：l=cosj

（2-64）5.2.1諧波和無功功率分析基礎非正弦電路中的情況有功功率、視在功率、功率因數(shù)的定義均和正弦電路相同，功率因數(shù)仍由式定義。不考慮電壓畸變，研究電壓為正弦波、電流為非正弦波的情況有很大的實際意義。非正弦電路的有功功率：P=UI1

cosj1