【導讀】整流電路AC/DC變換應用非常廣泛，比DC/AC 逆變器功率範圍更廣，數量更多。為了降低諧波電流，有源PFC應用越來越廣泛
，但二極管整流在電機驅動中還是主流的方案
，而且功率範圍很廣，所以了解二極管整流工程設計非常重要。

整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)是(shi)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)課(ke)程(cheng)的(de)基(ji)礎(chu)內(nei)容(rong)，占(zhan)篇(pian)幅(fu)也(ye)很(hen)大(da)，但(dan)是(shi)在(zai)書(shu)本(ben)上(shang)，工(gong)程(cheng)上(shang)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)問(wen)題(ti)沒(mei)有(you)細(xi)講(jiang)或(huo)沒(mei)有(you)涉(she)及(ji)
，尤(you)其(qi)重(zhong)要(yao)的(de)整(zheng)流(liu)電(dian)容(rong)濾(lv)波(bo)負(fu)載(zai)往(wang)往(wang)被(bei)忽(hu)略(lve)了(le)，以(yi)至(zhi)於(yu)使(shi)得(de)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)在(zai)中(zhong)小(xiao)功(gong)率(lv)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)中(zhong)也(ye)沒(mei)有(you)得(de)到(dao)足(zu)夠(gou)重(zhong)視(shi)，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。而(er)大(da)功(gong)率(lv)整(zheng)流(liu)
，譬(pi)如(ru)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)解(jie)氫(qing)
，整(zheng)流(liu)知(zhi)識(shi)是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)。

要設計好整流電路
，首先要回答兩個主要問題
，二極管上的電流和損耗。

二極管的損耗

二極管的特性為：

以帶三相整流橋的100A 1200V IGBTEasy3B模塊為例
，型號為 FP100R12W3T7_B11
，整流二極管的IF=f(VF) 特性如圖所示
，其線性化表達式為：

二極管整流橋輸入是交流電流，但單個二極管上流過的是直流電流，那麼
，二極管上的損耗，即二極管上的平均功率為：

在公式中
，電流的量化涉及到二極管上的電流平均值IAV和電流有效值IRMS。在二極管上流過的是直流電流

，我們計算的是直流下的平均功耗（功率），所以功耗（功率）第一個部分是直流電壓平均值與直流平均電流的積，這裏需要知道流過二極管的平均電流
；而電阻性的損耗（功率）是電流有效值的平方與電阻值的積，這裏需要知道流過二極管電流有效值。 

為(wei)了(le)簡(jian)化(hua)工(gong)程(cheng)計(ji)算(suan)
，我(wo)們(men)對(dui)於(yu)各(ge)種(zhong)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)的(de)不(bu)同(tong)負(fu)載(zai)波(bo)形(xing)給(gei)出(chu)了(le)波(bo)形(xing)係(xi)數(shu)，即(ji)電(dian)流(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)與(yu)電(dian)流(liu)平(ping)均(jun)值(zhi)之(zhi)比(bi)。在(zai)實(shi)際(ji)計(ji)算(suan)中(zhong)我(wo)們(men)隻(zhi)要(yao)知(zhi)道(dao)平(ping)均(jun)值(zhi)電(dian)流(liu)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le)。  

那麼：

整zheng流liu電dian路lu如ru果guo處chu理li的de是shi正zheng弦xian電dian流liu，或huo感gan性xing負fu載zai下xia的de方fang波bo電dian流liu，這zhe時shi電dian流liu的de波bo形xing係xi數shu可ke以yi通tong過guo查zha表biao獲huo得de
，如ru是shi整zheng流liu電dian容rong濾lv波bo這zhe類lei非fei線xian性xing負fu載zai
，需xu要yao通tong過guo仿fang真zhen和he測ce試shi獲huo得de，也ye可ke以yi總zong結jie一yi些xie經jing驗yan波bo形xing係xi數shu用yong於yu工gong程cheng設she計ji：

表：整流電路的峰值係數
，平均係數和波形係數

表：正弦波的係數

測試

測試電流比較方便的方法是在整流橋的交流輸入端測
，如果有交流輸入電感，需要在電感和整流橋之間測
，即圖中的iLn。

如果不是正弦電流，有效值測量必須用真有效值表，然後用波形係數換算二極管上的平均值電流。

為什麼要強調真有效值呢？這是因為一般表頭測量原理是：表的指針按照平均值偏轉

，表盤按照正弦波的有效值刻度。正弦波電壓/電流的峰值
，有效值和平均值的關係為：

以正弦電壓舉例大家更熟悉，如果采用的不是真有效值表，表頭讀數為220V有效值時，實際表頭測得的是平均值198V。

所以如果真的要測非正弦波形的平均值，就需要用平均值表，這就比較小眾了

，建議還是用真有效值表測電流再峰值係數換算。

計算

以正弦電流為例
，計算二極管上的平均功率：假設二極管有效值電流為25A，那麼平均值電流為22.5A。

簡化用平均值計算
，在正弦波下誤差不大：

但是
，如果是非線性負載，這誤差就大了
，係列文章會從應用角度談談非線性負載對整流二極管和逆變器的影響

，請關注連載。

下期預告   

《阻感性負載和反電動勢負載》

摘要：阻zu感gan性xing負fu載zai比bi較jiao常chang用yong，也ye是shi基ji礎chu教jiao學xue內nei容rong
，為wei了le符fu合he微wei信xin快kuai速su閱yue讀du習xi慣guan，這zhe裏li隻zhi以yi單dan相xiang不bu連lian續xu電dian流liu模mo式shi和he連lian續xu電dian流liu模mo式shi作zuo為wei整zheng流liu電dian路lu分fen析xi入ru門men；反電動勢負載典型應用是最簡單的充電電路
，是熱門的知識點。

來源：英飛淩，作者：陳子穎  

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