单相桥式整流电路__课程设计

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1、15电力电子课程设计课题:单相半控式晶闸管整流电路的设计专业:电气工程及其自动化班级:电气0802班姓名:秦露露彭仁魁学号：20080112032008011202指导老师：张磊老师日期：2011-01-03——2011-01-0915目录1.概述………………………………………………………………………32.设计目的与要求…………………………………………………………3.3.方案选择…………………………………………………………………44.辅助电路的设计…………………………………………………………64.1驱动电路的设计4.2保护电路的设计4.

2、4电流上升率、电压上升率的抑制保护5.主体电路的设计………………………………………………………135.1单相半控式晶闸管整流电路图5.2主电路设计与原理分析6.设计总结………………………………………………………………157.参考文献………………………………………………………………1515一．概述随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。但是晶杂管相控整

3、流电路中随着触发角α的增大，电流中谐波分量相应增大，因此功率因素很低。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就构成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路的适当控制，可以使其输入电流非常接近正弦波，且和输入电压同相位，功率因素近似为1。这种整流电路称为高功率因素整流器，它具有广泛的应用前景由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计，因而我们

4、进行了此次课程设计。又因为整流电路应用非常广泛，而三相晶闸管半控整流电路又有利于夯实基础，故我们单结晶体管触发的单相晶闸管半控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。二．设计目的与要求2.1设计目的“电力电子技术”15课程设计时在教学及实验的基础上，对课程所学理论知识的深化高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出符合条件的电路，能够全面地巩固和应用本课程所学基本理论和基本方法，并初步掌握电路设计的基本方法。培养学生独立思考，独立收集资料，独立设计的能力。2.2变压器二次侧电压的计算根据设计要求：电源电压：交流100V/50Hz

5、；输出功率：500W；移相范围：0°-180°。设R=5Ω，α=30o由得U0=50Vi0=U0/R=50/5=10A,2.3变压器一，二侧电流的计算变压器二次侧电流:i2=i0=10A由得:变压器二次侧电压：U2=62V由得：i1=6.2A2.4变压器容量的计算变压器容量:S=U1*i1=100*6.2=620VA2.5变压器型号的选择选择匝数比N1/N2=50/31，容量S=620VA的变压器。15三.电路元件的选择3.1晶闸管的选择由于单相交流调压主电路主要元件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。3.1.1晶

6、闸管电压、电流最大值的计算1).晶闸管的主要参数如下：①额定电压UNVT通常取UDRM和URRM中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。晶闸管的额定电压UNVT≥（2～3）U2UNVT：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压UNVT=(2～3)U2=263V②额定电流INVT通过晶闸管的电流的平均值IdvTIdvt=i2/2=5AIm=πIdVt=15.7A3.1.2晶闸管型号的选择晶闸管的选择原则：Ⅰ所选晶闸管电流有效值IVT大于元件在电路中可能流

7、过的最大电流有效值。Ⅱ、选择时考虑（1.5～2）倍的安全余量。即/1.57INVT=10A则晶闸管的额定电流为INVT15=10A(输出电流的有效值为最小值，所以该额定电流也为最小考虑到2倍裕量,取20A.即晶闸管的额定电流至应大于20A.在本次设计中选用2个KP20-4的晶闸管.四.驱动电路的设计4.1驱动电路的设计4.1.1触发电路的论证与选择4.1.1.1单结晶体管的工作原理单结晶体管原理单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它是一种只有PN结和两个电阻接触电极的半导体器件，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两

8、个基极b1和b2。在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e。其结构，符号和等效电如下图所示。结晶体管的特性从图一可以看出，两基极b1和b2之间的电阻称为基极电阻。Rbb=rb1+rb2式中：R