单相双半波晶闸管整流电路的设计(阻感负载)课程设计

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1、电气工程及其自动化专业《电力电子技术》课程设计任务书班级电气本科1301班学号1310240006姓名张将银川能源学院2015年12月21日17目录设计任务书3前言41.单相双半波晶闸管整流电路主电路的设计51.1晶闸管的结构51.2晶闸管的工作原理51.3晶闸管的基本特性62总电路的设计72.1总电路的原理框图72.2主电路原理图72.3主电路电路参数的计算83.相控触发电路的设计103.1相控触发电路工作原理103.2相控触发芯片的选择104.保护电路的设计114.1过电流保护电路设计114.2过电压保护电路设计115电路元件的选择125.1

2、整流元件的选择125.2保护元件的选择136.MATLAB软件的仿真146.1MTLAB软件的介绍146.2系统建模及电路仿真146.3系统仿真结果的分析157.心得体会16参考文献1717设计任务书一设计题目：单相双半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）二设计条件：1.电源电压：交流100V/50Hz2.输出功率：500W3.移相范围：0°～90°三设计的主要任务：1.根据课程设计题目，收集相关资料，并设计出主电路和控制电路；2.用MATLAB软件对设计的电路进行仿真；3.撰写课程设计报告，并画出主电路，控制电路的原理图，说明其工作原理，以及选择

3、元件参数，绘制主电路和触发电路的波形，并给出仿真波形，对仿真结果进行分析，附参考资料。17前言电力电子技术通常被分为电力电子器件制造技术和交流技术两个分支。交流技术也称为电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术。电力电子技术的应用十分广泛。它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输，电力系统，通信系统，计算机系统，新能源系统等，在照明，空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。随着社会的发展，时代的进步，电力电子技术的节能效果也十分显著，各行各业都

4、离不开电力电子技术，它已经逐步渗入人们的生活。在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路被称为主电路，电力电子器件是指可以直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。广义上电力电子器件也可分为电真空器件和半导体器件两类。电力电子器件所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数。因为处理的电功率较大，为了减少本身的损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态。在实际应用当中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，将电力电子器件分为以下几类：通

5、过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件被称为半控型器件，这类器件主要是指晶闸管及其大部分派生器件。控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件被称为全控型器件，可以由控制信号控制其关断。也有不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件，因此也就不需要驱动电路，这就是电力二极管，又称为不可控器件。17单相双半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）1.单相双半波晶闸管整流电路主电路的设计1.1晶闸管的结构晶闸管是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器。如图所示为晶闸管的结构和电气图形符号。晶闸管内部是PNPN四层半导体结构，分别命名

6、为四个区。区引出阳极A，区引出阴极K，区引出门极G。四个区形成三个结。如果正向电压加到器件上，则处于反向偏置状态，器件A,K两端之间处于阻断状态，只能流过很小的漏电流；如果反向电压加到器件上，则和反偏，该器件也处于阻断状态，仅有极小的反向漏电流通过。晶闸管结构图形符号晶闸管电气图形符号1.2晶闸管的工作原理晶闸管导通的工作原理可以用双晶体管模型来解释，如图所示。若在器件上取一倾斜的截面，则晶闸管可以看作由和构成的两个晶体管，组合而成。如果外电路向门极注入电流，也就是注入驱动电流，则流入晶体管的基极，即产生集电极电流，它构成晶体管的基极电流，放大成

7、集电极电流，又进一步增大的基极电流，如此形成强烈的正反馈，最后和进入完全饱和状态，即晶闸管导通。此时如果撤掉外电路注入门极的电流17，晶闸管由于内部已形成了强烈的正反馈会任然维持导通状态。而若要使晶闸管关断，必须去掉阳极所加的正向电压，或者给阳极施加反压，或者设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下，晶闸管才能关断。所以，对晶闸管的驱动过程更多的是称为触发，产生注入门极的触发电流的电路称为门极触发电路。也正是由于通过其门极只能控制其开通，不能控制其关断，晶闸管才被称为半控型器件。晶闸管的双晶体管模型晶闸管的工作原理图1.3晶闸管的基本特

8、性1.静态特性总结前面介绍的工作原理，可以简单归纳晶闸管正常工作时的特性如下：(1)当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸