【电力电子技术AC-DC】电容滤波的单相不可控整流电路simulink仿真
电力电子技术 电容滤波的单相不可控整流电路simulink仿真
- 一、电路图
- 二、工作状态
- 1.ωt∈(-δ，0)
- 2.ωt=0
- 3.ωt∈(0，θ)
- 4.ωt=θ时刻
- 5.ωt∈(θ，π)期间
- 感容滤波：
- 三、Simulink仿真
- 1.提出问题
- 2.问题分析
- 3.元件选取
- 4.功率因数测量子电路
- 5.主电路
- 6.实际效果图
- 四、仿真文件获取
- 1.积分获取
- 2.免费获取
- 五、其余电力电子电路
一、电路图
电容滤波的单相不可控整流电路常用于小功率单相交流输入的场合。目前大量普及的微机、电视机等家电产品中所采用的开关电源中，其整流部分就是下图所示的单相桥式不可控整流电路。
二、工作状态
下图为电路工作波形。假设该电路已工作于稳态，同时由于在实际中作为负载的后级电路稳态时消耗的平均电流是一定的，所以分析中以电阻R作为负载。
1.ωt∈(-δ，0)
该阶段是u2刚过零点期间，输入电压u2较小，u2<ud，二极管不导通。此阶段电容C向R放电，提供负载所需电流，同时ud下降。
2.ωt=0
在ωt=0时，u2=ud，使得D1和D4导通，交流电源开始向电容充电，同时向负载R供电。D1和D4导通时刻与u2过零时刻相距δ角，所以:
3.ωt∈(0，θ)
该阶段是D1和D4导通期间，以下方程成立:
ud(0)为D1、D4开始导通时刻的直流侧电压值。将u2带入上式可解得：
负载电流为：
于是id:
4.ωt=θ时刻
设D1和D4的导通角为θ，当ωt=θ时，D1和D4关断，此时id(θ)=0，带入上式id=ic+iR的公式，可得：
电容被充电到ωt=θ时，有：
此时D1和D4关断，电容开始以时间常数RC放电。
5.ωt∈(θ，π)期间
放电经过了（π-θ）角，ud降至开始充电时的初值，即：
另一对二极管D2和D3导通，此后u2又向C充电，与u2正半周的情况一样。由于电容充电开始时的电压和电容放电结束后的电压相同，所以有如下等式：
注意：θ+δ为第二象限的角度，由前式tan(θ+δ)=- ωRC可得：
带入电容充放电的等式，可得：
在ωRC已知时，可以求出δ，进而求出θ。显然δ和θ仅由ωRC决定，下面是δ、θ和ωRC的关系图：
在空载时，R=+∞，输出电压最大，为：
在重载时，R很小，电容放电很快，几乎失去储能作用，随着负载加重ud逐渐趋于0.9U2。
通常在使用时，根据负载的情况选择电容C值;
T为交流电源的周期，此时输出电压为：
感容滤波：
在实际使用中为了抑制电流冲击，常在直流侧串入较小的电感，成为感容滤波的电路，如下图所示。由波形可见，ud波形更加平直，而电流i2的上升段平缓了许多，这对电路的工作是有利的。
三、Simulink仿真
1.提出问题
完成单相不可控整流电路的仿真。
2.问题分析
① 相电压220V 50Hz 内阻0.001Ω
② 直流滤波电感1mH，电容3300uF，负载电阻10欧姆
3.元件选取
① powergui
② AC Voltage Source
③ 相关运算模块
④ Series RLC Branch
⑤ Universal Bridge
⑥ 测量及显示模块
⑦ 其余连接线
4.功率因数测量子电路
5.主电路
6.实际效果图
四、仿真文件获取
1.积分获取
电容滤波的单相不可控整流电路simulink仿真
可以自己搭建，或者直接用这个做好的。调节不同的参数观察输出，和书上的理论图对应学习分析。
2.免费获取
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五、其余电力电子电路
☆汇总☆电力电子技术simulink仿真电路分析
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