电力电子设计jumpman

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1、皖西学院机械与电子工程学院皖西学院电力电子课程设计课题:单相半控桥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:杨奇飞学号：2008011212指导老师：张磊日期：2011-01-03——2011-01-09-13-皖西学院机械与电子工程学院目录1.设计目的与要求……………………………………………………22.方案选择……………………………………………………………33.辅助电路的设计……………………………………………………63.1驱动电路的设计………………………………………………63.2保护电路的设计………………………………………………113.3过

2、压保护………………………………………………………133.4电流上升率、电压上升率的抑制保护………………………144.主体电路的设计……………………………………………………164.1单相半控式晶闸管整流电路图……………………………….164.2主电路设计与原理分析……………………………………….185.参数的计算………………………………………………………...196.设计总结……………………………………………………………207.参考文献……………………………………………………………211.设计目的与要求1.1设计目的“电力电子技术”课程设计时在教学及实验的基础上，对课程所学

3、理论知识的深化高。因此，要求我们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。培养我们独立思考，独立收集资料，独立设计的能力。1.2设计要求1）按课程设计指导书提供课题，根据给出的基本要求及参数独立完成设计。2）设计参数：１．电源交流电压U=100V;频率f=50ＨＺ２．输出功率Ｐ＝５００Ｗ３．移相范围30~150°４．反电势Ｅ＝７０Ｖ-13-皖西学院机械与电子工程学院2.方案的选择2.1设计方案本方案采用单相半控式晶闸管整流电路，在触发电路中采用2个晶闸管，即每个回路中有2个晶闸管中同时导通。单

4、相半波可控电路虽然有电路简单，调整方便，使用原件少有等优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小、负载电流脉冲大（电阻性负载时）的缺点，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。因此叫常用的是半控桥式整流电路（负载为阻性负载）。2.2元器件的选择由于单相桥式半控整流带电阻性负载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。2.2.1晶闸管的介绍晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（SILICONCONTROLLEDRECTIFIER--SCR），开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代;20世纪80年代以来，开始被性能

5、更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200HZ以下）装置中的主要器件。2.2.2晶闸管的主要参数：①额定电压UTN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UTN≥（2～3）UTM。UTM：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压。②额定电流IT(AV)IT(AV)又称为额定通态平均电流。其定义是在室温40°和规定的冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、

6、导通角不小于170°的电路中，结温不超过额定结温时，所允许的最大通态平均电流值。将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电流。③通态平均管压降UT(AV)指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正弦波半个周期内阳极与阴极电压的平均值，一般在0.4～1.2V。④维持电流IH指在常温门极开路时，晶闸管从较大的通态电流降到刚好能保持通态所需要的最小通态电流。一般IH值从几十到几百毫安，由晶闸管电流容量大小而定。⑤门极触发电流Ig在常温下，阳极电压为6V时，使晶闸管能完全导通所需的门极电流，一般为毫安级。⑥断态电压临界上升率du/dt在额定结温和门极开路的情况下，

7、不会导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几十伏。-13-皖西学院机械与电子工程学院⑦通态电流临界上升率di/dt在规定条件下，晶闸管能承受的最大通态电流上升率。若晶闸管导通时电流上升太快，则会在晶闸管刚开通时，有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而造成局部过热而损坏晶闸管。3.辅助电路的设计3.1驱动电路的设计3.1.1触发电路的论证与选择3.1.1.1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