《电力电子技术》课程设计--单相半控桥式晶体管整流电路设计

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1、电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计说明说明书书 单相半控桥式晶体管整流电路设计单相半控桥式晶体管整流电路设计 一一、设计目的设计目的： 1进一步了解集成触发器件的工作原理 2掌握集成触发电路的接线和调试方法 3熟悉集成触发电路各点的波形 二二设计要求：设计要求： 1电源要求:交流 100V/50Hz 2输出功率 500W 3输出电压范围 0V50V 三三. 触发电路触发电路方案选择：方案选择： 方案一、采用单结晶体管触发方案一、采用单结晶体管触发 图 1 采用单结晶体管触发电路的单相半控桥 方案二方案二:集成芯片触发集成芯片触发 集成触发电路中主要器件是 KJ004 晶闸管移相触发电路，

2、它两路相位差 180的移相脉冲，可以方便地构成单相半控桥式触发电路。该电路具有输出负 载能力大、移相性能好、正负半周脉冲对称、移相范围宽、同步电压要求小等优 点。 方案三方案三:单片机触发单片机触发 系统硬件组成如图， 只须在 8031 最小系统上加一块 16 位的定时计数器 8253 和晶振电路，另加一块带一个 14 位定时计数器的可编程 RAMIO 扩展 器 8155，即可组成单片机的系统线路。 图 方案比较方案比较: 由于我们这次实践时间有限,再综合考虑经济因素,我们通过比较方案 二。 四四主电路、控制电路原理说明主电路、控制电路原理说明： 1 . 主电路原理主电路原理图图 电路与波形如

3、图所示 图单相桥式半控整流 正半周：正半周：t1 时刻加入 ug1，T1 导通，电流通路如图实线所示。 uT1=0,ud=u2,uT2=-u2。u2 过零时，T1 自行关断。 负半周：负半周：t2 时刻加入 ug2，T2 导通，电流通路如图虚线所示，uT2=0， ud=-u2,ut1=u2。u2 过零时 T2 自行关断。 2触发电路原理触发电路原理 下面把 KJ004 晶闸管移相触发器的工作原理作一简要介绍。 图 3 为 KJ004 电路原理图，其中点划线框内为集成电路部分。从图中可以 看出，它与分立元件的锯齿波移相触发电路相似。可以分为同步、锯齿波形成、 移相、脉冲形成、脉冲分选及功放几个环

4、节。 图 KJ004 电路原理图 V1V4等组成同步环节。同步电压 uS经限流电阻 R20。加到 V1、V2基极。 在 uS的正半周，V1导通，电流从十 15VR3一 VD1一 V1一地。在 uS负半周， V2、V3导通，电流从十 15VR3一 VD2一 V3一 R5一 R21一 15V。因此，在正、 负半周期间。V4基本上处于截止状态。只有在同步电压|uS|0.7V 时，V1V3 截止，V4从电源十 15V 经 R3、R4取得基极电流才能导通，其波形见图实 3-3。 电容 C1接在 V5的基极和集电极之间，组成电容负反馈的锯齿波发生器。在 V4导通时，C1经 V4、VD3迅速放电。当 V4截

5、止时，电流经十 15V 一 R6一 C1 一 R22一 RP1一（一 15V）对 C1；充电。在 4#端形成线性增长的锯齿波，锯齿波 的斜率取决于流过 R22、RP1的充电电流和电容 C1的大小。根据 V4导通的情况 可知，在同步电压正、负半周均有相同的锯齿波产生，并且两者有固定的相位关 系，见图 C。 V6及外接元件组成了移相环节。锯齿波电压 uC5（即 4#端电压） 、偏移电压 Ub、移相控制电压 UC分别经 R24、R23、R26在 V6基极上叠加。当 ube6十 07V 时，V6导通。设 uC5、Ub为定值，改变 UC，则改变了 V6导通的时刻，从而调节 了脉冲的相位。 V7等组成了脉

6、冲形成环节。平时 V7经电阻 R25获得基极电流而导通，电容 C2由电源十 15V 经电阻 R7、VD5、V7基射结充电。当 V6由截止转为导通时， C2所充电压通过 V6成为 V7基极反向偏压，使 V7截止。此后 C2经十 15VR25 一 V6一地放电并反向充电，当其充电电压 uc2（即 12#端）十 14V 时，V7 又恢复导通。这样，在 V7集电极就得到固定宽度的移相脉冲，其宽度取决于充 电时间常数 R25C2的大小。 图 KC04 电路波形及同步变压器 V8、 V12为脉冲分选环节。 在同步电压一个周期内， V7集电极输出两个脉冲， 这两个脉冲的相位差为 180。脉冲分选是通过同步电压的正负半周进行的。例 如在 us正半周 V1导通，图实 B 中的 A 点呈现低电位，B 点为高电位，V8截止， V12导通。V12把来自 V7的正脉冲箝位在零电位。同时，V7正脉冲又通过二极管 VD7，经 V9V11放大由 1#端输出脉冲。在同步电压负半周，情况则相反，V8 导通，V12截止。V