单相桥式全控整流

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1、《电力电子技术课程设计》报告题目：单相桥式全控整流电路设计学院：班级：姓名：学号：指导教师：时间：.目录第一章．设计任务书……………………………………1第二章．原理方框图及电路图设计……………………2第三章．触发电路.主电路及保护电路的设计…………8第四章．设计原理图及结果分析………………………12第五章．Protel图及PCB板……………………………27第六章．实验心得………………………………………29第七章.参考文献………………………………………30.第一章设计任务书1.1设计任务和要求（1）设计任务1、进行设计方案的比较，并选定设计方案；2、完成单元电路的设计和

2、主要元器件的选择；3、完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择；4、单相整流电路的主电路、触发电路的设计；5、保护电路的设计；6、撰写设计说明书；7、利用MATLAB对自己所设计的单相整流电路进行仿真。（选做）（2）设计要求参考参数：整流变压器输出相电压为200V，负载中R＝5欧姆，要求输出电压为0～100V，采用220V变压器降压供电。1.2方案的选择单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析各种单相相控整流电路在带电阻性负载、电感性负载和反电动势负载时的工作情况。单相半控整流电路的优点是：线路简

3、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，表压气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。.第二章．原理方框图及主电路设计2．1原理原理方框图如下所示：图1整流电路主要由触发电路、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接电阻性负载。2．2主电

4、路设计2．2．1主电路原理图及其工作波形.图2主电路原理图及工作波形单相全控桥式整流电路带负载的电路如图1（a）所示。其中Tr为整流变压器，T1、T4、T3、T2组成a、b两个桥臂，变压器二次电压u2接在a、b两点，u2=,四只晶闸管组成整流桥。负载电阻是纯电阻Rd。当交流电源电压u2进入正半周期时，a端电位高于b端电位，两个晶闸管T1、T2同时承受正向电压，如果此时门极无触发信号，则两个晶闸管仍处于正向截止状态，其等效电阻远大于负载电阻Rd，电源电压u2将全部加在T1和T2上，uT1≈uT2=u2，负载上电压ud=0。在ωt=α时，给T1和T2同时加触发脉冲，则两晶

5、闸管立即触发导通，电源电压u2将通过T1和T2加在负载电阻Rd上。在u2正半周，T4和T3均承受反向电压而处于截止状态。由于晶闸管导通时管压降可视为零，则负载Rd两端的整流电压ud=u2。当电源电压u2降到零时，电流id也降为零，T1和T2截止。电源电压进入负半周时，b端电位高于a端电位，两个晶闸管T3、T4同时承受正向电压，在ωt=π+α时，同时给T3、T4加触发脉冲使其导通，电流经T3、Rd、T4、Tr二次侧形成回路。在负载两端获得与正半周相同波形的整流电压和电流，这期间T1和T2均承受反向电压而处于截止状态。当u2由负半周电压过零变正时，T3、T4因电流过零而截

6、止。在此期间T1、T2因承受反向电压而截止，ud、id又降为零。一个周期过后，T1、T2在ωt=2π+α时刻又被触发导通，依此循环。很明显，上述两组触发脉冲在相位上相差，这就形成了如图（b）～(f)所示的波形图。由以上电路工作原理可知，在交流电源u2的正、负半周里，T1、T2和T3、T4两组晶闸管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电。改变触发脉冲出现的时刻，即改变α的大小，ud、id的波形和平均值大小随之改变。2．2．2整流电路参数计算1）整流输出电压的平均值可按下式计算.===(1)为最小值时,α=;为最大值时,α=,所以单相全控桥式整流电路带电阻性负载时,α的移

7、相范围是～。2）整流输出电压的有效值为=(2)3）整流电流的平均值和有效值分别为(3)4)流过每个晶闸管的平均电流为输出电流平均值的一半，即(4)流过每个晶闸管的电流有效值为(5)5)晶闸管在导通时管压降ud=0，故其波形为与横轴重合的直线段；T1和T2加正向电压但触发脉冲没到时，4个晶闸管都不导通，假定T1和T2两晶闸管漏电阻相等，则每个元件承受的最大可能的正向电压等于;T1和T2反向截止时漏电流为零，只要另一组晶闸管导通，就把整个电压u2加到T1或T2上，故两个晶闸管承受的最大反向电压为。2．2．3元器件选取由于单相桥式全控整流带电阻性负载主电路