单相桥式可控整流电路课程设计

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1、目录1设计方案选择及论证………………………………………………………………………21.1设计任务和要求……………………………………………………………………21.2总体方案的选择和确定…………………………………………………………21.3整流电路方案的确定………………………………………………………………32.系统总体设计………………………………………………………………………………42.1系统原理方框图……………………………………………………………………42.2主电路设计……………………………………………………………………

2、……53.驱动电路和保护电路的设计……………………………………………………………73.1触发电路……………………………………………………………………………73.2保护电路的设计……………………………………………………………………94元器件和电路参数计算…………………………………………………………………114.1元件选取---晶闸管（SCR）……………………………………………………114.2晶闸管的选型………………………………………………………………………154.3整流变压器额定参数计算………………………………………

3、………………154.4设计结果分析………………………………………………………………………165系统调试与仿真…………………………………………………………………………166设计总结……………………………………………………………………………………22参考文献231．设计方案选择及论证1.1设计任务和要求1.1.1设计任务本次设计的任务是设计一个单相桥式全控整流电路。确定设计总体方案，通过总体方案来设计各个单元电路，如触发电路、保护电路等；根据要求计算参数，包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算；

4、输出波形分析，器件额定参数确定等；完成这些后，将各个单元电路衔接起来，并完成主电路的设计；然后再用MATLAB软件仿真调试。1.1.2设计要求单相桥式全控整流电路的设计要求为：（1）电网供电电压为单相220V；（2）变压器二次侧电压为110V；（3）输出电压连续可调，为0～100V；（4）带阻感性负载：L=1000mH，R=100Ω1.2总体方案的选择与确定单相桥式带阻感负载整流电路可分为单相桥式带阻感负载相控整流电路和单相桥式带阻感负载半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析两种单相桥式整

5、流电路在带电感性负载的工作情况。单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。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。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，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更

6、多的是单相全控桥式整流电路。23根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。1.3整流电路方案的确定单相整流器的电路形式是各种各样的，整流的结构也是比较多的。因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：方案一：单相桥式半控整流电路电路简图如下：图1.1单相桥式半控整流电路图对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗！如果不加续流二极管，当α突然增大至180°或出发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一

7、个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期为ud为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即为失控。所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。方案二：单相桥式全控整流电路电路简图如下：图1.2单相桥式全控整流电路电路图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，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也

8、高。方案三：单相全波可控整流电路23电路简图如下：图1.3单相全波可控整流电路图此电路变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，只要用2个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作电流脉冲大（电阻性负载时），，且整流