电桥电路的实践教学分析_施尚英.pdf

Application 创新应用174 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月点接在一起。完成了阴阳相连接电源。如图1所示。验证单相桥式整流电路的工作是否正常，我们先假设交流电源U2为上正下负的电压极性，由于二极管具备单相导电性的特点，加正向电压导通，加反相电压阻断的特点。在这个电源极性下V1，V2由于承受了正向的交流电压导通，电流从V1经R和V2回到电源，随时间推移交流电源U2为0时刻四只二极管V1V2V3V4零偏，都处于关断状态，负载R上得不到电压输出零，随时间推移交流电源U2为上负下正的电压极性时，二极管V1V2反偏，关断。二极管V3，V4正偏导通，电源U2经二极管V3，负载R和二极管V4回到电源。负载上得到脉动的直流电压。不会损坏器件也不会造成电桥短路的情况，电路连接正确。3 相控桥式整流电路在变流技术相控整流电路中，把不可控的二极管元件变成半可控器件的晶闸管，普通的整流电路就变成可以调整输出直流电大小的相控整流电路。这个电路的主电路连接也和桥式整流电路的连接方式一样。也采用共阴共阳接负载，阴阳相连接电源的思路。VT1、VT2两只晶闸管采用共阴极的连接，剩下的两只VT3、VT4晶闸管采用共阳极的连接，这两个连接都接在负载电阻R的两端。交流电源U2的一端接在晶闸管VTI阳极和VT4的阴极接在一起节点，交流电源U2的另一端接在VT3阳极和VT2的阴极上。完成了单相桥式相控整流电路主电路的连接。0 引言在变流技术实训室中，在练习相控整流电路时，设备的损坏严重。整理收集资料的时候发现接线错误导致损坏占到整个设备的损坏情况的90%。1 研究背景电桥电路在应用中很广泛。（1）在传感器与自动检测技术中电桥就是用来测量微小的物理量的电路。不管电阻类，电感类还是电容类的传感器测量电路都需要电桥电路。不管是交流电桥电路，还是直流电桥电路都是把微小的电参量信号转换成电压信号。（2）在模拟电路中的直流稳压电源部分。稳压电源的原理就是通过变压器降压，桥式整流，电容滤波，串联稳压。通过四个单元电路实现交流电到直流电的变换，供给各种直流电气设备的使用。（3）在电力电子技术中可控整流中仍然要学习桥式相控整流。只是其基本的二极管变成了半可控器件晶闸管。把原来的整流电路变成相控整流电路，供给各种直流电机类负载使用。2 电桥电路为了在电桥的连接中不发生安全事故，采用共阴共阳接负载，阴阳相连接电源的思路和口诀去理解。四只二极管构成四个桥臂的电桥。先选出两只二极管找到这两只二极管的阴极连接在一起，剩下两只二极管的阳极连接在一起，这两点和负载电阻接在一起，实现共阴共阳接负载。四只二极管的四个点用了，还剩下四个点，这四个点就采用一只二极管的阴极和另一只二极管的阳极接在一起，这一阴一阳的连接后成了两个点分别与交流电源的两个作者简介：施尚英，四川职业技术学院，副教授，硕士；研究方向：高职教育。收稿日期：2022-09-16；修回日期：2023-06-12。摘要：阐述电桥电路的实践教学分析，包括桥式整流电路、任意位置桥式相控整流电路、相控桥式整流电路、单相半控桥式电路、单相半控桥式电路、单相半控桥式电路。关键词：相控整流，全控电桥，半控电桥。中图分类号：TN0-4文章编号：1000-0755(2023)06-0174-02文献引用格式：施尚英，黄世瑜.电桥电路的实践教学分析J.电子技术,2023,52(06):174-175.电桥电路的实践教学分析施尚英，黄世瑜（四川职业技术学院，四川 629000）Abstract This paper describes the practical teaching analysis of bridge circuit,including bridge rectifier circuit,bridge phase controlled rectifier circuit at any position,single-phase half controlled bridge circuit,phase controlled bridge rectifier circuit,single-phase half controlled bridge circuit,single-phase half controlled bridge circuit,single-phase half controlled bridge circuit.Index Terms phase controlled rectifier,fully controlled bridge,semi controlled bridge.Analysis of Practical Teaching of Bridge CircuitSHI Shangying,HUANG Shiyu(Sichuan Polytechnic,Sichuan 629000,China.)图1 桥式整流电路 Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 175验证单相桥式相控整流电路的工作是否正常，我们先假设交流电源U2为上正下负的电压极性，在每一只晶闸管上承受正向的阳极电压的时候，驱动电路就能及时给晶闸管提供可靠的触发信号，来保证晶闸管有效的导通。在这个电源上正下负的电压极性下VT1，VT2由于承受了正向的交流电压，驱动电路就能及时给晶闸管提供可靠的触发信号,导通，电流从VT1经R和VT2回到电源，随时间推移交流电源U2为0时刻四只晶闸管VT1,VT2,VT3,VT4零偏，都处于关断状态，负载R上得不到电压输出零，随时间推移交流电源U2为上负下正的电压极性时，晶闸管VT1,VT2反偏，关断。晶闸管VT3,VT4正偏，驱动电路就能及时给晶闸管提供可靠的触发信号,VT3,VT4导通，电源U2经晶闸管VT3，负载R和晶闸管VT4回到电源。负载R上得到脉动的直流电压。调整驱动电路送出可靠的触发脉冲的时间，就会改变晶闸管导通的条件，从而达到调整直流电压大小的相控整流电路。整个相控整流电路不会损坏器件也不会造成电桥短路的情况，电路连接正确。4 任意排列的相控整流电路如图2所示的情况，任意放置的四只晶闸管也按共阴共阳接负载，阴阳相连接电源的思路连接电路。四只晶闸管VT1,VT2,VT3,VT4任意水平位置放置在电路中。两只晶闸管VT1、VT2采用共阴极的连接，剩下的两只晶闸管VT3、VT4采用共阳极的连接，这两个连接都接在负载电阻R的两端。在设计或绘制电路时一般把输出的负载放在右边或下边，一般把输入的电源放在上边或左边。为了减少电路连接过程中的交叉问题，我们选择把负载电阻R放置在四只晶闸管中间。交流电源U2的一端接在晶闸管VTI阳极和VT3的阴极接在一起节点，交流电源U2的另一端接在VT2阳极和VT4的阴极上。完成了单相桥式相控整流电路主电路的连接。电路的验证和图3的验证方法相同，不管在电压的正、负半周只要电流只要能通过整流的晶闸管元件到负载电阻回到电源的过程电路就连接正确。就不会出现短路或烧毁器件的情况。5 相控整流半控桥电路为了简化触发电路还能够得到和桥式相同的负载波形，一般选择单相半控桥电路。单相半控桥式相控整流电路形式丰富，只要基本器件满足两只二极管两只晶闸管，这四个器件不管放在电桥的任何位置，都可以构成单相半控桥式相控整流电路。所以如图4、图5、图6所示的电路都被称为单相半控桥式相控整流电路。接电路也选择共阴共阳接负载，阴阳相连接电源的方法。先选择两只晶闸管VT1，VT2作为共阴极连接，剩下的两只二极管VD1，VD2共阳极连接接在负载R两端，构成共阴共阳接负载。VT1阳极与VD1的阴极连接在一起，VT2阳极与VD2的阴极连接在一起接在单相交流电源U2两端，构成阴阳相连接电源的连接。如图4所示。验证接线正确与否，先假定单相交流电源U2 a“+”b“”二极管VD2承受正极性的电压，正偏导通，二极管VD1承受负极性的电压，反偏关断。晶闸管VT1承受正相阳极电压，VT2承受反相阳极电压。如果此时能够给VT1送出正向的触发信号，单相交流电源U2 经a点VT1负载R二极管VD2回到电源U2的b点。随时间的变化单相交流电源U2 a“”b“+”二极管VD2承受负极性的电压，反偏关断，二极管VD1承受正极性的电压，正偏导通。晶闸管VT1承受反相阳极电压，VT2承受正相阳极电压。如果此时能够给VT2送出正向的触发信号，单相交流电源U2 经b点VT2负载R二极管VD1回到电源U2的点a。不管交流电源的正负半周信号都可以经基本的器件流过负载。电路连接成功。如图5所示的电路连接。一只晶闸管VT1阴极和一只二极管VD2的阴极连接在一起，剩下的一只晶闸管VT2的阳极和一只二极管VD1的阳极连接在一起，这两个点连接负载R上，一只晶闸管VT1的阳极一端和一只二极管VD1的阴极一端连接在一起，剩下的一只晶闸管VT2阴极一只二极管VD2的阳极连接在一起。这两个点连接在单相交流电源上实现共阴共阳接负载，阴阳相连接电源的连接。图5和图4只有在控制角为0的时候负载上的波形相同，当控制角不为0的时候两个半波的导通时间不同，所以负载上波形不对称。图5一般用来检验当触发电路出现故障。图6和图4接线和验证基本相同。6 结语不管是普通的四只二极管连接的电桥，还是四只晶闸管连接的相控整流电桥，又或是为了简化触发电路采用两只晶闸管两只二极管构成的相控整流半控电桥。都可以按照共阴共阳接负载，阴阳相连接电源的思路去负责连接，不仅不会出错，而且操作的速度还很快。给学习者提供案例参考。参考文献1 王兆安,黄俊.电力电子技术M.北京：机械工业出版社，2000.2 浣喜明,姚为正.电力电子技术M.北京：高等教育出版社，2021.图2 任意位置桥式相控整流电路 图3 相控桥式整流电路 图4 单相半控 图5 单相半控 图六 单相半控 桥式电路1 桥式电路2 桥式电路3