12单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计

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1、 1 目 录 123第 1 章 绪 论 . 1 1.1 电力电子技术的发展 . 2 1.2 电力电子技术的应用 . 2 1.3 电力电子技术课程中的整流电路 . 3 第 2 章 系统方案及主电路设计. 4 2.1 方案的选择 . 4 2.2 系统流程框图 . 5 2.3 主电路的设计 . 6 2.4 整流电路参数计算 . 8 2.5 晶闸管元件的选择 . 9 第 3 章 驱动电路设计. 11 3.1 触发电路简介 11 3.2 触发电路设计要求 11 3.3 集成触发电路 TCA789 12 3.3.1 TCA785 芯片介绍 12 3.3.2 TCA785 锯齿波移相触发电路 16 第 4

2、章 保护电路设计. 17 4.1 过电压保护 17 4.2 过电流保护 18 4.3 电流上升率 di/dt 的抑制 18 4.4 电压上升率 du/dt 的抑制 . 19 第 5 章 系统 MATLAB 仿真. 20 5.1 MATLAB 软件介绍 20 5.2 系统建模与参数设置 20 5.3 系统仿真结果及分析 24 设计体会. 28 参考文献. 29 附录 A 系统电路图 30 附录 B 元器件清单 32 2 第 1 章 绪 论 1.1 电力电子技术的发展 晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明时期。 晶闸管由于 其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转

3、变流机组。 并且，其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶 闸管变流技术的发展而确立的。 晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能 使其关断的器件， 属于半控型器件。 对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制式， 简称相控方式。晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。这就使得晶 闸管的应用受到了很大的局限。70 年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO） 、电 力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型 器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使 其开通又可使其关断。在 80 年代后期，以绝缘栅极双极

4、型晶体管（IGBT）为表 的复合型器件异军突起。它是 MOSFET 和 BJT 的复合，综合了两者的优点。与此 相对，MOS 控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT）复合了 MOSFET 和 GTO。 1.2 电力电子技术的应用 电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科 交叉而成的， 在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的 不可缺少的专业基础课。 本课程体现了弱电对强电的控制， 又具有很强的实践性。 能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。它包括了晶闸管的 结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆 变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电 路的工作原理。 在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流 电变为直流电的电路，其应用非常广泛。工业中大量应用的各种直流电动机的调 速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、 3 飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；各种电子装 置如通