单相半波整流电路的仿真设计

李艳 姚亮

摘要：通过对电力电子中晶闸管整流电路的仿真设计，利用SIMULINK建立电路仿真模型，最终得到相应输出波形。并用Visual Basic设计友好软件界面与MATLAB仿真界面进行连接，更便捷、直观地完成晶闸管整流电路的仿真实验。

关键词：电力电子;整流电路;相位控制

中圖分类号：TM461 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0158-01

0 绪论

随着现代电力电子技术的发展，控制技术也随之得到了很大的提高。特别是仿真技术的发展及应用，使控制技术的设计变得轻松，设计人员对于实际硬件电路的设计及参数调整只需要在Simulink仿真平台上进行即可，当然这需要掌握仿真这门技术，在些基础上又研制出更为简化的可视化VB界面，技术人员只需要在仿真的VB界面上修改调整参数即可完成设计。

1 晶闸管整流电路

本设计硬件为单相半波整流电路，通常实际工厂中大多数负载为电动机类的感性负载，另外一些电阻负载中常接电感，为了保持电流的连续及平滑，但感性负载虽然可使电流连续但也产生了负压，减少了输出的平均电压，为提高输出平均电压在负载两端加续流二极管，电感储存的能量通过二极管得以泄放，这样就消除了负压，使输出平均值得到了提高。

单相半波整流电感性负载并联续流二极管电路如图1所示，电路当U2过零变负时，D导通，Ud为零。此时为负的U2通过D向晶闸管施加反压使其关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-D回路中续流。续流期间Ud为0。

2 晶闸管整流电路的仿真

采用美国矩阵实验室开发的仿真软件，对单相半波整流电感性负载加接续流二极管电路进行仿真，在仿真平台上搭建立仿真模型，通过MATLAB对上面电路进行仿真，首先根据单相半波整流电路图在Simulink下设计仿真模型，并设置仿真参数，在电源电压模块设置中要输入的是电压峰值，在其中键入“220*sqrt（2）”，频率为50Hz。晶闸管模块：Ron=0.001Ω;Lon=0H;Vf=0.8V;Rs=10Ω;Cs=4.7×10-6F。串联RLC支路：R=2Ω;L=0.01H;C的值为inf。脉冲发生器的脉冲周期T必须和交流电源U同步。仿真时间设为：0.05s，仿真数值计算方法：ode23tb。之后点击开始按钮进行仿真。仿真电路如图2所示。

3 可视界面的设计

仿真平台设计以Visual Basic 6.5为编程软件，在可视平台上作上面仿真电路的可视界面，界面主要是选取不同控制角的按键，通过仿真电路即可得到输出波形，点取不同的角度即可出现不同的输出波形。通过对于波形可以得出控制角对整流电路的影响。在可视界面与Simulink仿真链接，可视界面控制Simulink仿真电路。可视界面如图3所示。

软件自动运行仿真，在示波器中输出波形，如图3。可直接点击进行观看，无需任何操作。仿真完成后可以点击“返回”按钮，返回到主界面继续选择欲仿真的电路进行仿真，也可点击“退出”按钮退出仿真系统。

4 结论

本文对电力电子中单相半波可控整流电路，电感性负载加续流二极管进行仿真，通过可视界面得到不同控制角的输出波形。电压波形与电阻负载波形一致，而电流波形测平稳很多，当电感足够大时，负载波形接近一条直线。

参考文献

[1] 王忠礼.MATLAB应用技术[M].北京：清华大学出版社，2001.

[2] 莫正康.半导体变流技术[M].北京：机械工业出版社，1997.

[3] 邹晓.Visual Basic程序设计教程[M].北京：机械工业出版社，2009.

Design and Simulation of  Single-phase Half-Wave Rectifier Circuit Simulation

LI Yan，YAO Liang

（Jilin Institute of  Chemica Technology， Jilin  Jilin  132022）

Abstract：In this paper， the design and simulation of thyristor rectifier circuit based on Matlab/SIMULINK are introduced in power electronics. The model of circuits simulation is established with MATLAB to receive the output wave by programming Visual Basic. A friendly graphic user interface is developed to manage all the simulating waves. The simulation is convenient to be carried out， and also the wave can be simulated directly and correctly.

Key words：power electronics; rectifier circuits; phase-controlled