【正文】 管V5，這樣在過p進入負半周時，在電感感應(yīng)電動勢作用下，續(xù)流二極管承受正壓導通，負載電流經(jīng)過V5流通，電感釋放能量，V5上的壓降不足以使V1維持導通而令V1阻斷。如忽略V5的壓降，在續(xù)流期間負載上的整流輸出電壓，這一續(xù)流過程一直持續(xù)到負半周期間觸發(fā)V2導通時為止。當在的負半周ωt=π+α時，觸發(fā)V2導通，電流流經(jīng)VL、R、V3，負載上得到與正半周相同波形的整流輸出電壓。這時V1和V4因承受反向電壓而處于阻斷狀態(tài)。當過2p進入正半周時，負載電流又經(jīng)V5形成續(xù)流，V2恢復阻斷狀態(tài)。當ωt=α時，又觸發(fā)V1導通，如此不斷循環(huán)下去。晶閘管和整流二極管的導通角為q=pa，電路的工作波形如圖24 所示參照電路工作波形圖，可計算出如下數(shù)量關(guān)系：輸出電壓平均值 (225)晶閘管與整流二極管電流的平均值、與有效值、 (226) (227)續(xù)流二極管電流的平均值與有效值 (228) (229)變壓器二次繞組的有效值 (2210) 整流電路的選擇普通二極管整流電路存在一個局限性：在輸入的交流電壓一定時，輸出流電壓也是一個固定值，不能任意調(diào)節(jié)，但在許多情況下，都要求直流電壓能進行調(diào)節(jié)，即有可控、可調(diào)的特點，可控硅的出現(xiàn)有效地解決了這個問題，使半導體器件從弱電領(lǐng)域進入強電領(lǐng)域。單相相控整流電路可分為單相半波、單相全波和單相橋式相控流電路，它們所連接的負載性質(zhì)不同就會有不同的特點。下面分析各種單相相控整流電路在帶電阻性負載、電感性負載和反電動勢負載時的工作情況。 單相半控整流電路的優(yōu)點是：線路簡單、調(diào)整方便。弱點是：輸出電壓脈動沖大，負載電流脈沖大（電阻性負載時），且整流變壓器二次繞組中存在直流分量,使鐵心磁化，變壓器不能充分利用。而單相全控式整流電路具有輸出電流脈動小，功率因數(shù)高，變壓器二次電流為兩個等大反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點。 單相全控式整流電路其輸出平均電壓是半波整流電路2倍，在相同的負載下流過晶閘管的平均電流減小一半；且功率因數(shù)提高了一半。 鑒于消毒滅菌設(shè)備應(yīng)用廣泛，既可以用于工業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)、餐飲業(yè)等地的消毒滅菌，也可用與普通家庭。因此選擇單相電源會更加合適。本設(shè)計采用單相橋式半控整流電路（阻感性負載） 濾波電路的選擇 濾波的基本概念 濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C應(yīng)該并聯(lián)在負載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L應(yīng)與負載串聯(lián)。經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。 電容濾波電路 現(xiàn)以單相橋式整流電容濾波電路為例來說明。電容濾波電路如圖25所示，在負載電阻上并聯(lián)了一個濾波電容C。圖25 電容濾波電路（1） 濾波原理 若v2處于正半周，二極管DD3導通，變壓器次端電壓v2給電容器C充電。此時C相當于并聯(lián)在v2上，所以輸出波形同v2 ，是正弦波。 當v2到達wt=p/2時，開始下降。先假設(shè)二極管關(guān)斷，電容C就要以指數(shù)規(guī)律向負載ＲL放電。指數(shù)放電起始點的放電速率很大。在剛過wt=p/2時，正弦曲線下降的速率很慢。所以剛過wt=p/2時二極管仍然導通。在超過wt=p/2后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，當剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時，二極管關(guān)斷。所以在t2到t3時刻，二極管導電，Ｃ充電，Vi=Vo按正弦規(guī)律變化；t1到t2時刻二極管關(guān)斷，Vi=Vo按指數(shù)曲線下降，放電時間常數(shù)為RLC。電容濾波過程見圖26。 圖26 電容濾波電路波形需要指出的是，當放電時間常數(shù)RLC增加時，t1點要右移，t2點要左移，二極管關(guān)斷時間加長，導通角減?。环粗?，RLC減少時，導通角增加。顯然。當ＲL很小，即IL很大時，電容濾波的效果不好，見圖27濾波曲線中的2。反之，當ＲL很大，即IL很小時，盡管C較小, RLC仍很大,電容濾波的效果也很好，見濾波曲線中的3。所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。 圖27電容濾波的效果 （2）電容濾波電路參數(shù)的計算 電容濾波電路的計算比較麻煩，因為決定輸出電壓的因素較多。工程上有詳細的曲線可供查閱，一般常采用以下近似估算法：一種是用鋸齒波近似表示，即另一種是在RLC=（3~5）的條件下，近似認為VO=。 （3）外特性整流濾波電路中，輸出直流電壓VO隨負載電流IO的變化關(guān)系曲線如圖28所示。圖28 電容濾波外特性曲線在大電流的情況下，由于負載電阻RL很小。若采用電容濾波電路，則電容容量勢必很大，而且整流二極管的沖擊電流也非常大，在此情況下應(yīng)采用電感濾波。如圖29所示，由于電感線圈的電感量要足夠大，所以一般需要采用有鐵心的線圈。圖29 單相橋式整流電電感濾波 濾波電路工作原理當流過電感的電流變化時，電感線圈中產(chǎn)生的感生電動勢將阻止電流的變化。當通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感之中；當通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后，不但負載電流及電壓的脈動減小，波形變得平滑，而且整流二極管的導通角增大。 在電感線圈不變的情況下，負載電阻愈小，輸出電壓的交流分量愈小。只有在RLωL時才能獲得較好的濾波效果。L愈大，濾波效果愈好。 另外，由于濾波電感電動勢的作用，可以使二極管的導通角接近π，減小了二極管的沖擊電流，平滑了流過二極管電流，從而延長了整流二極管的壽命。電容濾波電路有一下的優(yōu)點：其適用于小電流負載；電容濾波電路的外特性比較軟；且電路簡單、體積小、成本低。但其缺點是采用它時，整流二極管中將流過較大的沖擊電流。電感濾波的優(yōu)點有：整流二極管的導電角大，峰值電流小，輸出特性較平坦。但其缺點是：存在鐵心，笨重、體積大，易引起電磁干擾，一般只適應(yīng)于低電壓、大電流的場合。 綜上所述，可知電容濾波器適用于大電壓小電流負載，而電感濾波器適用于大電流低電壓負載。本設(shè)計中電源是要產(chǎn)生高頻高壓電源，因而易使用電容濾波。 DC/AC逆變電路開關(guān)電源中的一個重要的能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是把工頻整流后得到的直流電由電子開關(guān)變換成負載需要的交流電。實現(xiàn)這種變換可以有不同的電路結(jié)構(gòu)。逆變器是將直流電變換成交流電的變換器直流變成交流的逆變過程可分為有源逆變和無源逆變。逆變器輸出接到交流電網(wǎng)的逆變稱為有源逆變；逆變器的輸出直接接到交流負載的逆變稱為無源逆變。無源逆變是把交流電供給不同頻率的負載。電源根據(jù)直流電源的性質(zhì)不同，可以分為電流型、電壓型逆變電路。（1）電壓型逆變電路（電路圖如圖211所示）圖211 電壓型逆變電路原理電壓型逆變電路的基本特點：（1）直流側(cè)并聯(lián)大電容，直流電壓基本無脈動。 圖214 電壓型逆變電路（2） 輸出電壓為矩形波，電流波形與負載有關(guān)。（3） 電感性負載時，需要提供無功功率。為了有無功功率通道，逆變橋臂需要并聯(lián)二極管。（2）電流型逆變電路（電路圖如圖212所示）電流型逆變電路的主要特點： （1）直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 （2