本节提要:本节就几种常用的不控和可控整流电路叙述其工作过程和参数计算方法。

　　

　　将交流电变换成直流电称为AC/DC变换，这种变换的功率流向由电源传向负载电路，一般称为整流。对于要求改变直流输出电压的场合，可以采用相控整流方案，也可以采用其他调控方案。

　　

　　整流电路的种类繁多，并各具特色，其基本电路可大致分为:

　　

　　(1)按整流相数分:

　　

　　①单相电路:单脉波或双脉波;

　　

　　②三相电路:3脉波、6脉波或12脉波;③多相电路:P脉波。

　　

　　(2)按电路控制特点分:

　　

　　①不控型整流电路;②半控型整流电路;③全控型整流电路。

　　

　　DC/AC，DC/DC，AC/AC变换技术

　　

　　本节提要:本节简要叙述直流(DC)I交流(AC)、直流(DC)I直流(DC)、交流(AC)I交流(AC)三种变换技术。

　　

　　DC/AC变换技术

　　

　　将直流电变换成交流电称之为DC/AC变换，也就是通常所说的"逆变"。在某些特殊场合，例如卫星、飞机、舰船、潜艇等没有工频交流电源(50或ωHz)，仅有蓄电池或太阳能电池可供使用，这些都是直流电源，当需要由这种电源向交流负载供电时，便需要DC/AC变换。此外，工频交流电对某些负载来说并不适用，例如飞机或相关的地面设备使用4∞Hz交流电，感应加热需要使用中频或高频交流电，感应电动机变频调速需要在一定范围内可以任意变频、变压的交流电等。在有工频交流电源的情况下，先将工频交流电变成直流电，再经过逆变器变成所需频率和电压的交流电，这些应用都需要DC/AC变换技术。

　　

　　随着电力半导体器件的发展，逆变技术在应用范围得到进一步拓宽，它几乎渗透到国民经济的各个领域。尤其是高压、大电流、高频三者功能兼备的场控器件的开发成功，为简化逆变电路、提高逆变器的性能及高频脉宽调制(PWM)技术的广泛应用奠定了基础。

　　

　　1.DC/AC变换器的分类

　　

　　DC/AC变换器(以下简称逆变器)，基本上可分为单相和三相两大类，单相逆变器适用于中、小功率，三相逆变器适用于中、大功率。这两类又可按下面特点进行分类:

　　

　　(1)按输入直流电源性质分:电压型逆变电路(输入电源为恒压源);电流型逆变电路(输人电惊为恒流源)。

　　

　　(2)按电路结构特点分:半桥电路;全桥电路;推挽电路;其他形式。

　　

　　(3)按组成电路的器件分:普通晶闸管逆变电路;大功率晶体管(GTR)逆变电路;门极关断(GTO)晶闸管逆变电路;MOSFET(MOS场效应晶体管)逆变电路;IGBT逆变电路等。

　　

　　(4)按输出波形分:正弦波逆变电路;非正弦波逆变电路。

　　

　　2.单相逆变电路

　　

　　(1)电压型单相半桥逆变电路:半桥逆变器的主电路结构如图3-14a所示，它由两个导电臂组成，每个臂由可控开关器件(半控型或全控型)和二极管反并联组成双向不对称开关，感性负载R、L分别连接于A、O两点间，其中O为电源中点。由分压电容Cdl和C&的连接点取得，当Cdl=Cd2=Cd，且电容量足够大时可以认为Udl=Ud2=Ud/2.

　　

　　3.三相逆变电路

　　

　　在三相逆变电路中，应用最广的是三相桥式逆变电路。三相半桥是最基本的逆变电路，所采用的器件可以用普通晶闸管、GTO晶闸管、GTR或功率场效应晶体管(PMOSFET)。

　　

　　为了分析方便，给图3-16a中的直流侧电源画出假想中点N'，基本工作方式是1800导电方式，即每个桥臂的导电角为180°，同一相(即同一半桥)上下两臂交替导通，各相开始导通的时间依次相差120°。因为每次换相都是在同一相上、下两个桥臂之间进行，因此称为纵向换相。这样，在任一瞬间，将有3个臂同时导通。可以是上面1个臂下面2个臂，也可以是上面2个臂下面1个臂同时导通。

　　

　　4.脉宽调制(PWM)型逆变电路

　　

　　将每一等分中的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形波来代替。显然，各个矩形波宽度不同，但它们的宽度大小按正弦规律曲线变化。正弦波的负半周也可以用相同的方法，以一组等高不等宽的矩形负脉冲来代替。对上述等效调宽脉冲，在选定了等分数N后，可以借助计算机严格地算出各段矩形脉冲宽度，以作为控制逆变器开关器件通断的依据。这种由控制线路按一定的规律控制开关的通断，从而得到一组等效正弦波的等幅不等宽的矩形脉冲的方法称为正弦脉宽调制(SPWM)技术。

　　

　　通常采用等腰三角波作为载波，因为等腰三角波上下宽度与高度成线性关系且左右对称，当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时，如果在交点时刻控制电路中开关器件的通断，就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉O冲，这正好符合PWM控制的要求。当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。