1、 学学 号：号： 课课 程程 设设 计计 题题 目目 单相全控桥式晶闸管整流电路设计 学学 院院 信息工程学院 专专 业业 自动化专业 班班 级级 自动化 4 班 2014 年 5 月 19 日 1 课程设计任务书课程设计任务书 题题 目目: : 初始条件：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）初始条件：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载） 1 1、电源电压：交流、电源电压：交流 100V100V、50Hz50Hz 2 2、输出功率：、输出功率：500w500w 3 3、移相范围、移相范围 0 09090 摘要 本次课程设计只要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。 首先对几种典
2、 型的整流电路的介绍，从而对比出桥式全控整流的优点，然后对单相全控桥式晶 闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。主电路中包括电 路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件选择，参数设计；保护电路包 括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。之后就对整体 电路进行 Matlab 仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。 关键词：关键词：单相全控桥、晶闸管、整流 单相桥式全控整流电路 电路简图如图： 单相桥式全控整流电路 此电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，负 载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。变压器二次绕组中，正负两个 半周电
3、流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直 2 流磁化问题，变压器的利用率也高。 而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流 为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。相同的负 载下流过晶闸管的平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路 2 倍， 在均电流减小一半；且功率因数提高了一半。 系统流程框图 根据方案选择与设计任务要求，画出系统电路的流程框图如图 1-5 所示。整 流电路主要由驱动电路、保护电路和整流主电路组成。根据设计任务，在此设计 中采用单相桥式全控整流电路带阻感性负载。 系统流程框图 主电路的设计 主电路原
4、理图如图 1-6 所示 主电路原理图 输入 过电流保护 整流主电路 过电压保护 驱动触发电路 输出 3 主电路工作波形图 电路工作波形如图 1-7 所示。为便于讨论，假设电路已工作于稳态。 (1) 工作原理 在电源电压 2 u 正半周期间，VT1、VT2 承受正向电压，若在 t 时触发， VT1、VT2 导通，电流经 VT1、负载、VT2 和 T 二次侧形成回路，但由于大电感的 存在， 2 u 过零变负时，电感上的感应电动势使 VT1、VT2 继续导通，直到 VT3、 VT4 被触发导通时，VT1、VT2 承受反相电压而截止。输出电压的波形出现了负值 部分。 在电源电压 2 u 负半周期间，晶
5、闸管 VT3、VT4 承受正向电压，在 t 时 触发，VT3、VT4 导通，VT1、VT2 受反相电压截止，负载电流从 VT1、VT2 中换流 至 VT3、VT4 中在 2t 时，电压 2 u 过零，VT3、VT4 因电感中的感应电动势一 直导通，直到下个周期 VT1、VT2 导通时，VT3、VT4 因加反向电压才截止。 值得注意的是，只有当时 2 ，负载电流 d i 才连续，当时 2 ，负载 电流不连续，而且输出电压的平均值均接近零，因此这种电路控制角的移相范围 是 2 0 。 4 整流电路参数计算 1.在阻感负载下电流连续，整流输出电压的平均值为 222 122 2sin()cos0.9c
6、os d UUtdtUU 由设计任务有输出功率 500w，100VU 2 ，移相范围 090，则输出电压 平均值 d U的最大值可由得。 U 等于 90V 可见，当在2/0范围内变化时，整流器可在 0-90V 范围内取值。 2.整流输出电压有效值为 100V 3.整流输出电流平均值为： 5A 4.负载大小为： 20 欧姆 5.在一个周期内每组晶闸管各导通 180，两组轮流导通，整流变压器二次 电流是正、负对称的方波，电流的平均值 d I和有效值I相等，其波形系数为 1。 流过每个晶闸管的电流平均值与有效值分别为： 2.5A ( 3.5355 6.晶闸管在导通时管压降 T u=0,故其波形为与横轴重合的直线段； VT1 和 VT2 加正向电压但触发脉冲没到时，VT3、
