三相半波整流电路滤波电容计算
小陈保肝整理了三相半波整流电路，包括带电容滤波和不带电容滤波的，并使用saber软件对两种电路进行仿真，其中着重对带电容滤波仿真模型中电容参数进行了详细计算。
关键词：三相半波整流电路;
01三相半波整流电流——不带滤波
1.1、电路结构图
电路基本结构图如图1-1所示：
图1-1 三相半波整流电路—不带滤波
图1-1中三相电压源是通过【threephase】产生，设置幅值电压为311v，频率为50hz，相位默认120°，输出端滤波电容c2为0f(表示断路)，输出端负载为169.5ω。
1.2、电路分析
由于输出波形没有经过滤波电容，所以其波形是半波，最高输出电压为：
输入电源的电压有效值为220v，其峰峰值为：
输出电压最大值也就是输入电压减去二极管正向电压：
输出电压的最低值两相于30°的相交点：
输出电压的频率：
75hz指的是两个波形的频率，单个波形的频率为150hz。
1.3、仿真分析
图1-2是三相输入波形与输出电压波形图：
图1-2 输入与输出电压波形图
图1-2测得输出电压最大值为309v，输出电压最小值为154v; 输入电压最大值310v，输入电压最低值为-310，输出电压的频率为：
实际计算为150hz，与仿真测试值相差不多，即验证了电路分析的正确性。
02三相半波整流电流——带滤波
2.1、电路结构图
图2-1三相半波整流电路—带滤波
图2-1中三相电压源是通过【threephase】产生，设置幅值电压为311v，频率为50hz，相位默认120°，输出端滤波电容c2经过计算为485f，输出端负载为169.5ω。
2.2、电路分析
这个电路就需要计算滤波电容的大小了，不同电容的滤波大小带来的输出电压的纹波值也是各不相同，图2-2表示整流输入电压滤波波形图：
图2-2 整流输入电压滤波图
设置输入输出参数：
表2-1 输入输出参数表
计算步骤：
输入峰值电压：
最大输入功率：
电容可以通过下式确定：
式(1.8)中iinave是输入电流的平均电流，t3是电容放电时间，vr是设定的电源纹波。
方法一：
输入电流的平均值为：
其中输出频率fo为：
由于t=t1+t2，其中t1是一个波形的一半周期，其值为：
t2时间为：
式(1.12)用反函数可以求出输出电压峰峰值之间的时间，然后减去波形的相交点时间，就可的t2时间。
所以总时间t3为：
输出纹波电压为：
那么将上述所得代入式(1.8)可得电容为：
同时输出电流为30a时，负载为：
方法二：
电容储能公式为：
其中电容能量为：
同理根据方法一求得参数，可求得电容为：
2.3、仿真分析
图2-3是三相输入波形与输出电压波形图：
图2-3输入与输出电压波形图
图2-3测得输出电压最大值为309v，输出电压最小值为291v;输入电压最大值310v，输入电压最低值为-310，输入电压的频率为：
测得纹波电压为vr=309v-291v=18v,电容放电时间测得为5.34ms，这些与理论计算值相差不大，说明电容计算是正确的。
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1.1、电路结构图
电路基本结构图如图1-1所示：
图1-1 三相半波整流电路—不带滤波
图1-1中三相电压源是通过【threephase】产生，设置幅值电压为311v，频率为50hz，相位默认120°，输出端滤波电容c2为0f(表示断路)，输出端负载为169.5ω。
1.2、电路分析
由于输出波形没有经过滤波电容，所以其波形是半波，最高输出电压为：
输入电源的电压有效值为220v，其峰峰值为：
输出电压最大值也就是输入电压减去二极管正向电压：
输出电压的最低值两相于30°的相交点：
输出电压的频率：
75hz指的是两个波形的频率，单个波形的频率为150hz。
1.3、仿真分析
图1-2是三相输入波形与输出电压波形图：
图1-2 输入与输出电压波形图
图1-2测得输出电压最大值为309v，输出电压最小值为154v; 输入电压最大值310v，输入电压最低值为-310，输出电压的频率为：
实际计算为150hz，与仿真测试值相差不多，即验证了电路分析的正确性。
02三相半波整流电流——带滤波
2.1、电路结构图
图2-1三相半波整流电路—带滤波
图2-1中三相电压源是通过【threephase】产生，设置幅值电压为311v，频率为50hz，相位默认120°，输出端滤波电容c2经过计算为485f，输出端负载为169.5ω。
2.2、电路分析
这个电路就需要计算滤波电容的大小了，不同电容的滤波大小带来的输出电压的纹波值也是各不相同，图2-2表示整流输入电压滤波波形图：
图2-2 整流输入电压滤波图
设置输入输出参数：
表2-1 输入输出参数表
计算步骤：
输入峰值电压：
最大输入功率：
电容可以通过下式确定：
式(1.8)中iinave是输入电流的平均电流，t3是电容放电时间，vr是设定的电源纹波。
方法一：
输入电流的平均值为：
其中输出频率fo为：
由于t=t1+t2，其中t1是一个波形的一半周期，其值为：
t2时间为：
式(1.12)用反函数可以求出输出电压峰峰值之间的时间，然后减去波形的相交点时间，就可的t2时间。
所以总时间t3为：
输出纹波电压为：
那么将上述所得代入式(1.8)可得电容为：
同时输出电流为30a时，负载为：
方法二：
电容储能公式为：
其中电容能量为：
同理根据方法一求得参数，可求得电容为：
2.3、仿真分析
图2-3是三相输入波形与输出电压波形图：
图2-3输入与输出电压波形图
图2-3测得输出电压最大值为309v，输出电压最小值为291v;输入电压最大值310v，输入电压最低值为-310，输入电压的频率为：
测得纹波电压为vr=309v-291v=18v,电容放电时间测得为5.34ms，这些与理论计算值相差不大，说明电容计算是正确的。
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