基于MATLAB的单相桥式整流电路研究

上文已经就单相桥式半控整流电路在纯电阻性负载时进行了较为详尽的分析，而且全控电路与半控电路在纯电阻性负载时的工作情况基本一致，同时晶闸管承受的最大正向电压和反向电压也同前述电路相同，分别为和。

以下重点分析带电阻电感负载时的工作情况。

VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周(即a点电位高于b点电位)承受电压u2，若在触发角α处给晶闸管VT1和VT4施加触发脉冲使其开通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端，ud=u2。在u2过零时关断。假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。负载中有电感时电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流id连续且近似为一水平直线，u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。

VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，至ωt=π+α时刻，给VT2 和VT3施加触发脉冲，因为VT2 和VT3本已经承受正向电压，故两管导通。在u2过零时关断。VT2 和VT3导通后，分别给VT4 和VT1施加反向电压使其关断。流过VT1和VD4的电流迅速转移到VT2 和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。在下一周期重复相同过程，如此循环。

若4个晶闸管均不导通，则负载电流id为零，负载电压ud也为零。

根据上述分析，可求出输出负载电压平均值为：
（5）
晶闸管移相范围为90°。晶闸管承受的最大正反向电压均为 。
晶闸管导通角θ与α无关，均为180°。
电流的平均值和有效值分别为：

（6）

（7）

变压器二次侧电流i 2的波形为正负各180°的矩形波，其相位由α决定，有效值i 2= id。
带电阻电感性负载单相桥式全控整流电路的仿真模型如图6所示。

图6 单相桥式半控整流电路的仿真模型

（1） 带纯电阻性负载情况

相应的参数设置与前述单相桥式半控整流电路相同。

设置触发信号1和触发信号3的初相位为0s（即0），触发信号2和触发信号4的初相位为0.01s（即180），此时的仿真结果如图7（a）所示；设置触发信号1和触发信号3的初相位为0.005s（即90），触发信号2和触发信号4的初相位为0.015s（即270），此时的仿真结果如图7（b）所示。