什么是单相桥式整流电路，单相桥式整流在MATLAB仿真波形图，以及原理分析

很多朋友对什么是单相桥式整流电路，单相桥式整流在MATLAB仿真波形图，以及原理分析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

什么是单相桥式整流电路：电路中使用了四个二极管，它们相互连接形成桥式结构。利用二极管的导流作用，在交流输入电压U2的正半周，二极管D：1、D3导通，二极管D：2、D4截止，上输出电压在负载RL 上获得正值和下负值；在负半周，相反，D：1、D3截止，D：2、D4导通，流过负载RL的电流方向与正半周一致。因此，利用变压器的次级绕组和四个二极管，使整流电路的负载在交流电源的正负半周期间具有相同方向的脉动直流电压和电流。桥式整流器的名称只是表示电路连接方式为桥式连接。桥式整流二极管：常用的元件通常由4个单个二极管封装在一起，称为桥式整流二极管、整流桥或全桥二极管。

单相桥式整流电路的工作原理：单相桥式整流电路如图1（a）所示，其中Tr是电源变压器，其作用是将交流电网电压vI变为交流电压。整流电路所需的电压。 RL为需要直流电源的负载电阻，四个整流二极管D1~D4以桥式连接，故称为桥式整流电路。

单相桥式整流电路的工作原理可分析如下。为了简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。

在v2的正半周，电流从变压器次级线圈上端流出，只能通过二极管D1流到RL，然后通过二极管D3流回变压器，所以D：010- 63026D3 为正向导通，D:2、D4 为反向偏压截止。负载上产生极性为上正、下负的输出电压。其当前路径可以用图1(a)中的实线箭头表示。

在v2的负半周，其极性与图中所示相反，电流从变压器次级线圈下端流出，只能通过二极管D2流到RL，然后回流通过二极管D4到变压器，因此D：1、D3反向偏置并截止。 D：2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍然是上正下负，与正半周相同。其当前路径如图1（a）中的虚线箭头所示。

综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分成两组，根据变压器次级电压的极性分别导通，并接在变压器次级电压的正极端。变压器。它接在负载电阻的上端，负端接在负载电阻的下端，这样负载上总能得到单向的脉动电压。

根据上述分析，可以得到桥式整流电路的工作波形如图2所示。从图中可以看出，通过负载RL的电流iL和电压vL的波形均为全波一个方向上的脉动波形。

桥式整流电路的优点是输出电压高、纹波电压小、管子承受的最大反向电压低。同时，由于电源变压器在正负半周都有电流向负载供电，因此电源变压器充满电。利用率更高，效率更高。因此，该电路在半导体整流电路中得到了广泛的应用。该电路的缺点是使用的二极管较多，但市场上有整流桥堆，如QL51A~G、QL62A~L等，其中QL62A~L的额定电流为2A，最大反向电压为25~1000V。

单相整流电路在MATLAB中的仿真运行： 1 单相桥式全控整流电路工作原理单相桥式全控整流电路（带阻性负载）如图1所示，电路供电由交流电源u：1、整流变压器T、晶闸管VT1：4、负载R及触发电路组成。其中晶闸管VT1和VT：4、晶闸管VT2和VT3各组成一对桥臂，由于晶闸管具有单向可控导通性能，所以晶闸管VT1和VT3在次级电压的正半周触发变压器的u2、晶闸管VT2和VT3在负半周期间被触发。在u2的正半周（a点电位高于b点），如果四个晶闸管全部不导通，则负载电流id为0，负载电压也为0，VT：1、VT4串联承受电压u2，设VT1等于VT4的漏电阻，各承担u2的一半。如果VT1和VT4在触发角处给出。加一触发脉冲，VT1、VT4导通，电流从电源A端经VT：1、R、VT4流向电源B端。当u2过0时，流过晶闸管的电流也降至0，VT1、VT4截止。

在u2的正半周，触发延时VT2和VT3仍然在触发延时角处触发（其中VT2和VT3的=0即wt=），VT2和VT3导通，电流从电源b端流经VT：3、R，VT2流回到电源a端。当u2过0时，电流再次降至0，VT2、VT3截止。此后VT1、VT4再次导通，如此循环。

2 单相桥式全控整流电路在MATLAB/Simulink中的建模与仿真2.1 单相桥式电路仿真模型

单相桥全控整流电路主要由交流电源、晶闸管、RLC负载等组成，其在MATLAB/Simulink中的仿真模型如图2所示。由于单相桥没有专用的触发模块SIMULINK库中的整流电路，这里使用三相桥式触发器（Synchronized 6-pulse Generator）为晶闸管VT:1、VT4和VT:2、VT3产生触发脉冲，如图4所示，使用电压测量获得变压器次级电压信号作为触发器的同步信号，该信号从触发器的AB端输入，通过常数将触发器的BC、CA、BLOK端设置为“0”模块，同步6脉冲发生器产生6个触发信号，由Demux分解并与变压器次级电压的相位进行比较。图4所示为变压器

器件的次级电压波形，中间是第6个触发脉冲，下面是第4个触发脉冲。当这个脉冲信号与正弦信号比较时，两个信号都可以满足单相电桥的触发和移相控制要求，因此将第六个触发脉冲连接到VT1和VT4控制板，将第四个触发脉冲连接到VT1和VT4控制板。 VT2和VT3控制板。

2.2 仿真参数设置

(1)电压源参数。电压源为交流，电压为220V，频率为50Hz，输入电压峰值为220*sqrt(2)。

(2)变压器参数。电压为220V（有效值），次级电压为100V（有效值）。

(3)晶闸管使用默认参数。

(4) 加载RLC 参数。根据具体情况设置

(5) 同步六脉冲发生器参数：同步频率为50Hz，脉冲宽度为10。

(6)阻负载角参数：=0、30、60、120。

(7)系统仿真参数：起始时间选择0，步长可变，仿真值选择ode23，误差选择0.001。

2.3 仿真结果与分析

图3至图5为阻性负载的电压和电流输出波形，图6至图8为阻性负载的电压和电流输出波形。图3和图4中的波形显示电压和电流都是脉动的。电源的交流电经过整流器后变成直流电，实现整流的功能。波形呈现周期性的半正弦波，整流后的电压和电流形状相似。图：3、图4和图5中的电压和电流波形随着控制角度的变化而变化。随着控制角的增大，输出电压平均值减小，输出电流也减小。对比图6和图3到图5，整流后的输出电流纹波明显较小，说明输出电感具有滤波作用。

3 结论本文在MATLAB软件中对单相桥式全控整流电路进行了建模和仿真。该电路在负载为0、30和60时进行了仿真，结果与理论相符，为技术人员在学习和生活中的各种应用提供了良好的思路。

以上知识分享希望能够帮助到大家！