单相桥式晶闸管整流电路Matlab仿真研究：阻性负载与阻感负载特性对比分析报告

单相桥式晶闸管整流电路阻性负载和阻感负载的Matlab仿真，可以写报告。 单相桥式晶闸管整流电路主要由单相桥式整流电路、单向晶闸管及负载RL构成。 单相交流电压经桥式整流后得到全波整流波形，由于只有当触发信号加大晶闸管时，它才会导通，而又每当交流电压过零时，晶闸管又被关断。

最近在捣鼓电力电子仿真，发现单相桥式晶闸管整流电路这玩意儿挺有意思。特别是阻性负载和阻感负载的表现差异，用Matlab一跑仿真立马就能看出门道。咱今天就来唠唠怎么用Simulink搭这个模型，顺便看看触发角怎么玩转输出电压。

先上硬货，整个电路的核心就是个由4个晶闸管组成的全桥。交流电源经过桥式整流后，本来该出全波整流波形对吧？但晶闸管这哥们儿有个脾气------不给触发信号死活不导通，就算电压过零了也得给我乖乖关断。这就让输出电压变得可控了，触发角调一调，直流侧电压就能跟着变。

咱先看阻性负载的情况。Simulink里直接拖几个Thyristor模块搭桥，负载选个纯电阻。关键是怎么生成触发脉冲，这里用个Pulse Generator配Phase Delay就能控制触发角。比如要设置α=30°，频率50Hz对应的周期是20ms，那延迟时间就是(30/360)*20ms≈1.67ms。

% 触发脉冲参数设置
f = 50;         % 电源频率
alpha = 30;     % 触发角度
T = 1/f;        % 周期
delay = alpha/360 * T;  % 脉冲延迟时间

跑起来之后用示波器抓波形，能看到输出电压像被刀切过的馒头------每个半波都是从触发点开始导通。当α超过90度时，输出电压开始出现断续，这时候直流电压平均值就跟着往下掉。

换成阻感负载（RL负载）立马就不一样了。电感这玩意会阻止电流突变，所以即便电压过零了，只要电感储能没放完，晶闸管还能继续导通。这就导致输出电压会出现负半波，形成连续导通模式。在Simulink里需要特别注意电感的续流路径，别让仿真报错。

看个有意思的现象：当α=60°时，阻性负载的输出电压已经开始出现缺口，但同样角度下RL负载的输出电压还能连成一片。这就是电感的"惯性"在起作用，用下面这段代码可以量化电感对导通时间的延长：

L = 0.01; % 电感值
R = 5;    % 电阻值
tau = L/R; % 时间常数
disp(['续流时间约需 ' num2str(3*tau*1000) 'ms']);

实际仿真时会发现，当触发角超过某个临界值（这个值跟负载的阻抗角有关），输出电压波形会突然从连续模式跳变到断续模式。这个转折点用理论计算可能得解微分方程，但仿真时拖拽滑动条调参数，马上就能看到突变效果。

最后说个新手容易踩的坑：仿真步长设太大可能导致晶闸管无法正常关断。建议用变步长求解器，最大步长不要超过1e-5秒。有时候看到仿真波形乱跳，别急着怀疑人生，先把求解器换成ode23t试试，八成能解决。

搞电力电子仿真就像在虚拟实验室搭积木，亲眼看着那些理论波形在屏幕上活过来，比看十遍公式都有用。下次可以试试往电路里加点电容或者改成交叉连接，说不定能玩出更骚的操作。