单相桥式全控整流电路设计_(纯电阻负载)
单相全控桥式晶闸管整流电路的设计(纯电阻负载)解读
1 单相桥式全控整流电路的功能要求及设计方案介绍1.1 单相桥式全控整流电路设计方案1.1.1 设计方案图1设计方案1.1.2 整流电路的设计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主电路原理说明：（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
2 触发电路的设计2.1 晶闸管触发电路触发电路在变流装置中所起的基本作用是向晶闸管提供门极电压和门极电流，使晶闸管在需要导通的时刻可靠导通。
根据控制要求决定晶闸管的导通时刻，对变流装置的输出功率进行控制。
触发电路是变流装置中的一个重要组成部分，变流装置是否能正常工作，与触发电路有直接关系，因此，正确合理地选择设计触发电路及其各项技术指标是保证晶闸管变流装置安全，可靠，经济运行的前提。
，开始启动A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。
2.1.1 晶闸管触发电路的要求晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。
触发电路对其产生的触发脉冲要求:(１)触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
(２)触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。
(３)触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
2.1.4_单相桥式全控整流电路(电阻性负载)解析
4）输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2 输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2相同为
U U2 I I2 R R
1 π sin 2 2π π
4.3.2单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
1、电路结构
电感的感应电势使输出电压波形出现负波。输出电流是近似 平直的，晶闸管和变压器副边的电流为矩形波。
ud Ud
0
t1
t 2
t
iT1,4
id
Tr
iT2,3
0
Id
t
Id
i2 u2
VT1 a
VT3
L
0 u T1
t
u1
ud
b
VT2 VT4
0
R
u 2 (i2 )
t
u2 i2
Id
(a)
0
t
图4-4
(b)
2、工作原理
1）在u2正半波的（0~α）区间：
晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，
3、波形
300
图4-2
600
900
1200
图4-3
1500
单相桥式整流器电阻性负载时的移相范围是 0～180º 。 α=0º 时，输出电压最高；α=180º 时，输出电压最小。
4. 基本数量关系 1）输出电压平均值Ud
1 Ud π
2U 2 sin tdt
4.3.1 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）
1、电路结构 用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成 共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
ud (id )
Ud
单相全控桥式晶闸管整流电路设计(纯电阻负载)
1 单相桥式全控整流电路的功能要求及设计方案介绍1.1 单相桥式全控整流电路设计方案1.1.1 设计方案单相电源输出触发电路保护电路整流主电路负载电路图1设计方案1.1.2整流电路的设计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主电路原理说明：（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
2 触发电路的设计2.1 晶闸管触发电路触发电路在变流装置中所起的基本作用是向晶闸管提供门极电压和门极电流，使晶闸管在需要导通的时刻可靠导通。
根据控制要求决定晶闸管的导通时刻，对变流装置的输出功率进行控制。
触发电路是变流装置中的一个重要组成部分，变流装置是否能正常工作，与触发电路有直接关系，因此，正确合理地选择设计触发电路及其各项技术指标是保证晶闸管变流装置安全，可靠，经济运行的前提。
，开始启动A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。
2.1.1 晶闸管触发电路的要求晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。
触发电路对其产生的触发脉冲要求:(１)触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
(２)触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。
(３)触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
单相桥式全控整流电路设计纯电阻负载.doc
单相桥式全控整流电路的设计 一、1. 设计方案及原理1.1 原理方框图1.2 主电路的设计电阻负载主电路主电路原理图如下：Rid1.3主电路原理说明1.3.1电阻负载主电路原理（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
1.4整流电路参数的计算电阻负载的参数计算如下：（1）整流输出电压的平均值可按下式计算U d=0.45U2（1+cos错误!未找到引用源。
）（1-1）当α=0时，U取得最大值，即d U= 0.9 2U，取2U=100V则U d =90V，dα=180o 时，d U =0。
α角的移相范围为180o 。
（2） 负载电流平均值为I d =U d /R=0.45U 2（1+cos 错误!未找到引用源。
）/R(1-2)(3)负载电流有效值，即变压器二次侧绕组电流的有效值为 I2=U2/R )sin 21(παπαπ-+ (1-3) (4)流过晶闸管电流有效值为 IVT= I2/2 （1-4）二、元器件的选择晶闸管的选取晶闸管的主要参数如下：①额定电压U TN通常取DRM U 和RRM U 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。
单相桥式全控整流电路电阻性负载
摘要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。
但是晶闸管相控整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，因而我们进行了此次课程设计。
又因为整流电路应用非常广泛，而锯齿波移相触发三相晶闸管全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全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
关键词：单相桥式全控整流阻性负载一．电路图设计1.主电路图及其工作波形单相全控桥式整流电路电阻性负载及其波形如上图。
工作原理：单相桥式全控整流电路如图所示。
晶闸管V1和V4组成一对桥臂，V2和V3组成另一对桥臂。
当变压器二次电压U2为正半周时（a端为正，b端为负），相当于控制角a的瞬间给V1和V4以触发脉冲，V1和V4即导通，这时电流从先经过VT1dR VT4流回到电源。
这期间VT2和VT3均承受反压而截止。
当电源电压过零时，电流也降到零，VT1和VT4即关断。
在电源电压的负半周期，仍在控制角为a处触发晶闸管VT2和VT3，则VT2和VT3导通。
电流从电源b端经VT3dR VT2流回电源a端。
到一周期结束时电压过零，电流亦降至零，VT2和VT3关断。
单相全控桥式晶闸管整流电路(纯电阻负载)
在电源电压负半周，仍在触发延迟角α处触发T2和T3，T2和T3导通，电流从电源流入T2最后由T3流出，流回电源。当电源电压过零时，电流又降为0，T2和T3关断。此后又是T1和T4导通，如此循环工作下去。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路称为全波整流。
3.参数计算
流过晶闸管的电流有效值为：
电力电子综合课程设计报告
班级：自动化A班
********
学号：**********
第一部分
1.Matlab仿真电路图及参数设置
1.1仿真电路图
1.2系统参数设置
电源及晶闸管参数设置
触发信号参数设置
2.原理分析
单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较多的。在单相桥式全控整流电路中，晶闸管T1和T4组成一对桥臂，T2和T3组成另外一对桥臂。在电源电压正半周，若4个晶闸管均没有被触发，则负载电流为0，负载电压也为0，T1和T4各承受一半电源电压。若在触发角α处给T1和T4加触发脉冲，T1和T4导通，电流从电源流入T1最后由T4流出，流回电源。当电源电压过零时，流经晶闸管的电流也降到0，T1和T4关断。
输出直流电流有效值 为：
由于本次仿真设计要求电源电压为100V/50Hz，最大输出功率为500W。又当触发延迟角为0度时，晶闸管导通时间最长，流过负载电流有效值最大，所以应使导通延迟角为0度时输出功率为500W。令上式α为00，Us为100V， 为 /25rad/s可得RL等于20 。
2.1.5 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)
ωt 2
ωt
α
Id
id
i2 u1 u2
iT2,3
ωt
Id
VT1
VT3
L
u T1
ωt
ud
R
VT2 VT4
u 2 (i2 )
ωt
u2 i2
Id
ωt
图2-10
2、工作原理 、
1）在u2正半波的（0~α）区间： ） 正半波的（ ）区间： 晶闸管VT 承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。 晶闸管 1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。 假设电路已工作在稳定状态，则在0～ 区间由于电感释放 假设电路已工作在稳定状态，则在 ～α区间由于电感释放 能量，晶闸管VT 维持导通。 能量，晶闸管 2、VT3维持导通。 2）在u2正半波的 ） 正半波的ωt=α时刻及以后： 时刻及以后： 时刻及以后 在 ωt=α 处 触 发 晶 闸 管 VT1 、 VT4 使 其 导 通 ， 电 流 沿 a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组 的二次绕组→a流通 ， 此时 流通， 的二次绕组 流通 负载上有输出电压（ 和电流。 负载上有输出电压（ud=u2）和电流。电源电压反向加到晶 闸管VT 使其承受反压而处于关断状态。 闸管 2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
3、 基本数量关系 、 1）输出电压平均值 d ）输出电压平均值U
1 Ud = π
∫
π +α
α
2U 2 sin ωtd (ωt )
2 2U 2 = cos α = 0.9U 2 cos α π
2）输出电流平均值Id ）输出电流平均值
Ud Id = R
3）晶闸管的电流平均值IdT 由于晶闸管轮流导电， 由于晶闸管轮流导电，所以流过每个晶闸管的平 均电流只有负载上平均电流的一半。 均电流只有负载上平均电流的一半。
单相桥式全控整流电路(纯电阻_阻感_续流二极管_反电动势)
电力电子技术实验报告实验名称：单相桥式全控整流电路的仿真与分析班级：自动化091组别： 08 成员：金华职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相桥式全控整流电路(电阻性负载) .............................................. 错误！未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理 (1)2. 单相桥式全波整流电路建模 (2)3. 仿真结果与分析 (4)4. 小结 (6)二. 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) ............................................. 错误！未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误！未定义书签。
2. 建模................................................................................................. 错误！未定义书签。
3. 仿真结果与分析............................................................................. 错误！未定义书签。
4. 小结................................................................................................. 错误！未定义书签。
三. 单相桥式全控整流电路（反电势负载）......................................... 错误！未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................. 错误！未定义书签。
单项桥式全控整流电路(纯电阻)
进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技 术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结 合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET勺问世,导致了中小
功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功 率电源向高频发展带来机遇。MOSFE和IGBT的相继问世，是传统的电力电子向 现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导 体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTF在电力电子领域巳成定 论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加 完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础
内部结构：四层三个结如图2.2
2）晶闸管的工作原理图
晶闸管由四层半导体（R、N、P2、2）组成，形成三个结J1（RN）、J2（NiR）、J3（PN0,并分别从Pi、P2、2引入A、G K三个电极，如图1.2（左）所示。由于 具有扩散工艺，具有三结四层结构的普通晶闸管可以等效成如图2.3（右）所示
的两个晶闸管Ti（P1-N1-R）和（N-P,N2）组成的等效电路。
3）晶闸管的门极触发条件
（1）:晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；
（2）：晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通；
（3）:晶闸管一旦导通门极就失去控制作用；
（4）:要使晶闸管关断，只能使其电流小到零一下。
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IG的电路称为
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。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--
单相桥式全控整流电路(阻感性负载)
1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）1） 在u2正半波的（0~α ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。
假设电路已工 作在稳定状态，则在O 〜α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。
2） 在u2正半波的ω t=α时刻及以后：在ω t=α处触发晶闸管 VT1、VT4使其导通，电流沿 a →VT1 → L → R →VT4 →b →Tr 的二次绕组→ a 流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。
电源电 压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
3） 在u2负半波的（π ~ π + α）区间：当ω t=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管 VT1、VT4继续导通。
1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻 -感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管, 接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）I!*-■\U/-1-kγ叫OO：Ow...0f ∣2√*-(b}≡r∣√在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关 断状态。
4）在u2负半波的ω t=π +α时刻及以后：在ω t=π + α处触发晶闸管 VT2、VT3使其导通，电流沿 b →VT3→L →R → VT2→a →Tr 的二次绕组→ b 流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上， 负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。
此时电源电压反向加到 VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。
晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到下一周期ω t=2 π +α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。
1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）興朋rgui—B∣÷ FtJιIU lPUIHTfrIflηi pr1 ⅛B -∣S ,T⅛∏Ftor2电源参数，频率50hz,电压100v ,如图3⅞⅛ BIQCk Parameter5： AC VoItage SOUrCe AC Voltage SOUrCe (mask) CIink)Ideal S l innSOidaI AC VOlt age SIDUrCe-图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V ,周期0.02,占空比10%,时相延迟α /360*0.02， 如图4图4.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置ApplyCancelHe ：IPVT2,VT3脉冲参数，振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟（α+180）/360*0.02,如图5⅝∣ Source BloCk Parameters: PUISe Generator2图5.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
电力电子技术课程设计--单相全控桥式整流电路带电阻+反电动势负载 - 副本
中南大学电力电子技术课程设计报告班级: 电气1203班学号: ************: *******: ***前言电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。
它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。
电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
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。
在电能的生产和传输上，目前是以交流电为主。
电力网供给用户的是交流电，而在许多场合，例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等，需要用直流电。
要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。
这个方法中，整流是最基础的一步。
整流，即利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。
整流的基础是整流电路。
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。
本次课程设计主要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。
首先是对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。
主电路中包括电路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件选择，参数设计；保护电路包括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。
之后就对整体电路进行Matlab仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。
目录前言 (2)一、设计题目与要求 (4)二、主电路设计 (4)2.1 主电路原理图 (4)2.2 工作原理 (5)2.3 元器件介绍——晶闸管（SCR） (5)2.4 整流电路参数计算 (6)2.5 晶闸管元件选取 (7)2.6 晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响 (8)2.6.1 对电网的影响 (8)2.6.2 系统功率因数分析 (9)三、驱动电路设计 (10)3.1触发电路简介 (10)3.2触发电路设计要求 (11)3.3集成触发电路TCA785 (12)3.3.1 TCA785芯片介绍 (12)3.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 (15)四、保护电路设计 (16)4.1过电压保护 (16)4.2 过电流保护 (18)4.3电流上升率的抑制 (19)4.4电压上升率的抑制 (19)五、系统MATLAB仿真 (20)5.1 MATLAB软件介绍 (20)5.2系统建模与参数设置 (20)5.3 系统仿真结果及分析 (23)设计心得........................................................................................ 错误!未定义书签。
单相桥式全控整流电路电阻性负载
郑州航空工业管理学院《电子电力变流技术》课程设计09 级电气工程及其自动化专业 0906073 班级题目单相桥式全控整流电路电阻性负载姓名学号指导教师职称二О 一二年六月六日一．设计题目：单相桥式全控整流电路电阻性负载二．设计条件：（1）电网：380V，50Hz；（2）晶闸管单相桥式全控整流电路；（3）负载电压在100V~150V之间连续可调；（4）负载电阻20Ω；三．设计任务：（1）电源变压器设计，计算变压器容量、变比、2次侧电压有效值，2次侧电压有效值在满足负载最大电压要求下，适当留出裕量，然而裕量不应过大，具体大小由设计人员灵活掌握；（2）计算控制角移相范围；（3）计算晶闸管额定电流；（4）计算晶闸管额定电压；（5）设计基于单节晶体管的简易触发电路，要求给出同步变压器参数、稳压二极管参数、单节晶体管参数；估算Re、C的取值范围；电路图设计，给出主电路、触发电路相结合的完整电路图四．设计要求：（1）应当给出具体的计算过程和分析过程；（2）涉及电流、电压计算时，必须用波形图配合说明计算过程；（3）选型参数（额定电压、额定电流、容量等）应当取整。
五．数值计算：1.输出电压平均值和输出电流平均值（1）（2）2.晶闸管的移相范围当=150V时，不计控制角余量，即按=0o计算由=0.9得取（3）此时，把（3）式及代入（1）式可得，，即，然后取。
又把（3）式及代入（1）式可得，，即，然后可取。
所以控制角的移相范围是（）。
3.晶闸管的电流平均值和有效值为：4.输出电流有效值I和变压器二次电流有效值可求得，当时，有最大值，且为5.晶闸管所承受的最大正向电压和最大反向电压为，故晶闸管的额定电压为又因为要考虑晶闸管的额定电流为6.变压器的参数：不计变压器损耗的情况下，变压器的容量为：,所以变压器容量取变压器的变比为：变压器的2次侧电压有效值为：7.单结晶体管触发电路各参数选择:(1)单结晶体管的选择单结晶体管选取BT32E,此型号具体参数：分压比，峰点电流Ip<=2uA，调制电流8~35mA，总耗散功率Pt=250mW，谷点电流Iv>=1.5mA.谷点电压Uv<=3.5V。
单相桥式全控整流电路(阻感性负载)
1、单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)1、1单相桥式全控整流电路电路结构(阻-感性负载)单相桥式全控整流电路用四个晶闸管,两只晶闸管接成共阴极,两只晶闸管接成共阳极,每一只晶闸管就是一个桥臂。
单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)电路图如图1所示图1、单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)1、2单相桥式全控整流电路工作原理(阻-感性负载)1)在u2正半波得(0~α)区间:晶闸管VT1、VT4承受正压,但无触发脉冲,处于关断状态。
假设电路已工作在稳定状态,则在0～α区间由于电感释放能量,晶闸管VT2、VT3维持导通。
2)在u2正半波得ωt=α时刻及以后:在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通,电流沿a→VT1→L→R→VT4→b →Tr得二次绕组→a流通,此时负载上有输出电压(ud=u2)与电流。
电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上,使其承受反压而处于关断状态。
3)在u2负半波得(π~π+α)区间:当ωt=π时,电源电压自然过零,感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。
在电压负半波,晶闸管VT2、VT3承受正压,因无触发脉冲,VT2、VT3处于关断状态。
4)在u2负半波得ωt=π+α时刻及以后:在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通,电流沿b→VT3→L→R→VT2→a→Tr得二次绕组→b流通,电源电压沿正半周期得方向施加到负载上,负载上有输出电压(ud=-u2)与电流。
此时电源电压反向加到VT1、VT4上,使其承受反压而变为关断状态。
晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。
1、3单相桥式全控整流电路仿真模型(阻-感性负载)单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)仿真电路图如图2所示:图2 单相双半波可控整流电路仿真模型(阻-感性负载)电源参数,频率50hz,电压100v,如图3图3、单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数,振幅3V,周期0、02,占空比10%,时相延迟α/360*0、02,如图4图4、单相桥式全控整流电路脉冲参数设置VT2,VT3脉冲参数,振幅3V,周期0、02,占空比10%,时相延迟(α+180)/360*0、02,如图5图5、单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1、4单相桥式全控整流电路仿真参数设置(阻-感性负载)设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
单相桥式全控整流电路电阻负载
单相桥式全控整流电路电阻负载单相桥式全控整流电路电阻负载单相桥式全控整流电路是一种常用的电力电子器件，广泛应用于各种电力控制系统中。
在实际的应用中，我们常常需要对电阻负载进行控制，以实现对电能的有效利用。
在我们日常生活中，电力的使用无处不在。
但是电力的输送和利用过程中，常常会产生各种电力波动和电能浪费。
为了解决这些问题，人们提出了电力控制的概念，并发展出了各种电力控制技术。
单相桥式全控整流电路就是其中的一种。
电阻负载是指电路中通过电阻器所消耗的电能。
在单相桥式全控整流电路中，我们可以通过改变电路中电阻负载的数值来控制电流的大小，从而达到对电力的控制效果。
这种控制方式非常灵活，可以满足不同场合对电力输出的要求。
在实际应用中，我们通常需要根据具体的场合需求来选择电阻负载的数值。
当我们需要输出较大的电力时，可以选择较小的电阻负载，以增加电流的大小。
相反，当我们需要输出较小的电力时，可以选择较大的电阻负载，以减小电流的大小。
通过这种方式，我们可以灵活地控制电力的输出，以满足不同场合对电力的需求。
除了控制电阻负载的数值，我们还可以通过控制单相桥式全控整流电路中的触发角来实现对电力的控制。
触发角是指晶闸管开始导通的时刻相对于正弦波开始的时刻的延迟角度。
通过改变触发角的数值，可以控制晶闸管的导通时间，从而控制电流的大小。
这种控制方式可以更精细地控制电流，提高电力的利用效率。
综上所述，单相桥式全控整流电路在电力控制领域具有广泛的应用前景。
通过控制电阻负载的数值和触发角的变化，我们可以灵活地控制电力的输出，提高电力的利用效率。
在实际应用中，我们应根据具体的需求选择合适的控制方式，以实现对电力的有效控制。
单相桥式全控整流电路电阻负载
单相桥式全控整流电路电阻负载单相桥式全控整流电路是一种常见的电力电子设备，广泛应用于交流电到直流电的转换过程中。
它主要由四个可控硅器件组成，能够根据输入电压和电流的不同波形来实现对输出电压和电流的调节。
在单相桥式全控整流电路中，电阻负载作为一个重要的组成部分，起着限流和稳定输出的作用。
通过调节电阻负载的大小，可以控制整流电路输出电流的大小和稳定性。
了解电阻负载的特性和应用对于正常运行和优化整流电路至关重要。
我们来探讨电阻负载在单相桥式全控整流电路中的基本原理。
在整流电路的输出端，电阻负载通过将电流从正半周到负半周的流动方向进行切换，实现对输出电压的控制。
电阻负载的大小和功率吸收能力会直接影响到整流电路的运行特性。
在设计和应用中需要考虑电阻负载的阻值范围和功率耗散能力。
我们来讨论电阻负载的特性和参数。
电阻负载的主要特性包括阻值、功率吸收能力、温度系数和工作范围等。
阻值决定了整流电路输出电流的大小，功率吸收能力则影响了整流电路的稳定性和效率。
温度系数会影响电阻负载的稳定性和可靠性。
在实际应用中，还需要考虑电阻负载的工作范围，以满足不同负载条件下的需求。
基于上述原理和特性，我们可以总结电阻负载在单相桥式全控整流电路中的应用。
在电力系统中，电阻负载可以用于电能质量改善，如降低谐波和压降等。
电阻负载可以用于电动车充电桩和直流电源等领域，实现电能的转换和储存。
电阻负载还可以用于光伏发电系统和风电系统等新能源领域中，实现电能的平衡和调节。
我对这个主题的观点和理解是，电阻负载作为单相桥式全控整流电路中的重要组成部分，发挥着至关重要的作用。
通过合理选择电阻负载的参数和应用场景，可以实现整流电路的优化运行和更高效的能量转换。
对电阻负载的深入理解有助于我们在实际应用中避免电阻负载可能存在的问题，并进一步改进和创新整流电路的设计。
总结回顾：单相桥式全控整流电路电阻负载在电力电子领域中具有重要的地位和作用。
通过分析电阻负载的原理、特性和应用，我们可以更好地了解和运用它。
单相桥式全控整流电路电阻负载
单相桥式全控整流电路电阻负载1. 简介单相桥式全控整流电路是一种常见的电力电子器件，用于将交流电转换为直流电。
它由四个可控硅元件组成，通过适当的触发脉冲控制，实现对交流电的整流和调节。
本文将详细介绍单相桥式全控整流电路在电阻负载下的工作原理、特点和应用。
2. 工作原理单相桥式全控整流电路由四个可控硅元件组成，分别为两个正向可控硅（SCR）和两个反向可控硅。
其拓扑结构如下图所示：+---->----+| |+------+ +------+| | | || SCR1 +---+---+---+ SCR2 || | | | | |+------+---+---+---+------+D1 D2 D3 D4当输入交流电源施加到该电路时，通过适当的触发脉冲，可以实现对正向可控硅和反向可控硅的导通和关断。
在正半周周期内，当SCR1导通时，D1反向偏置，SCR2关断，电流从SCR1、负载和D2依次流过。
在负半周周期内，当SCR2导通时，D4反向偏置，SCR1关断，电流从SCR2、负载和D3依次流过。
通过适当的触发角控制SCR1和SCR2的导通时间，可以实现对输出直流电压的调节。
3. 特点3.1 全控整流单相桥式全控整流电路能够实现对输入交流电的全波整流，并且可以通过调节触发角来控制输出直流电压的大小。
这种全控整流方式使得输出具有较好的稳定性和可调性。
3.2 高效率由于可控硅元件具有较低的导通压降和较高的导通效率，在单相桥式全控整流电路中使用可控硅元件进行整流可以提高系统的能量转换效率。
3.3 适应性强单相桥式全控整流电路适用于各种负载类型，包括阻性负载、感性负载和容性负载等。
无论是纯阻性负载还是复杂的非线性负载，该电路都能够正常工作并提供稳定的输出。
3.4 可靠性高可控硅元件具有较高的耐压能力和较低的温升，因此单相桥式全控整流电路具有较好的可靠性和稳定性。
同时，可控硅元件寿命长，能够满足长时间工作的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单相桥式全控整流电路的设计一、
1. 设计方案及原理
1.1 原理方框图
触发电路
驱动电路
整流主电路
负载
1.2 主电路的设计
电阻负载主电路主电路原理图如下：
1.3主电路原理说明
1.3.1电阻负载主电路原理
（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4=
Ut2.3=1/2u2。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管
VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿
b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
1.4整流电路参数的计算
电阻负载的参数计算如下：
（1） 整流输出电压的平均值可按下式计算
U d=0.45U2（1+cos
） （1-1）
当α=0时，取得最大值，即= 0.9 ，取=100V则U d =90V，α=180o
时，=0。
α角的移相范围为180o。
（2） 负载电流平均值为
I d=U d/R=0.45U2（1+cos
）/R (1-2)
(3)负载电流有效值，即变压器二次侧绕组电流的有效值为
I2=U2/R (1-3)
(4)流过晶闸管电流有效值为
IVT= I2/ （1-4）
二、元器件的选择
晶闸管的选取
晶闸管的主要参数如下：
①额定电压U TN
通常取和中较小的，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
U TN=（2～3）U TM（2-1） U TM:工作电路中加在管子上的最大瞬时电压
②额定电流I T(AV)
I T(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、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。
在实际使用时不论流过管子的电流波形如何、导通角多大，只要其最大电流有效值不大于额定电流的有效值,散热冷却符合规定，则晶闸管的发热、温升就能限制在允许的范围。
在实际使用时不论流过管子的电流波形如何、导通角多大，只要其最大电流有效值不大于额定电流的有效值,散热冷却符合规定，则晶闸管的发热、温升就能限制在允许的范围。
对于电阻负载的单相桥式全控整流电路计算为：
取U2=100V,当α<90°
当
0 o时Ud=100V，P=500W，
由P=U2/R得出R=20
带入（1-2）、（1-3）和（1-4）得，
负载电流I2的有效值，即I2=5A
流过晶闸管的电流有效值I VT=3.53A
额定电流I T(AV) =2.25A
则电流定额为1.5的额定电流为3.37A
三、仿真分析与调试
（1） 电阻负载的单相桥式全控整流仿真电路图：
分析：单相桥式全控整流电路（电阻性负载）是典型单相桥式全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性。
其中晶闸管的触发需要有触发脉冲，本设计触发脉冲选择频率f为100Hz的触发脉冲，通过调节延迟时间来改变触发延迟角。
波形图分别代表电路输出电压和晶体管VT2上的电压、。
下列波形分别是触发延迟角α为0°、36°、144°时的波形变化。
α=0°时的波形为
α=36°时的波形为
α=144°时的波形为
四、心得体会
通过这次对单相桥式全控整流电路的课程设计，让我对整流电路有了更加清晰的认识，同时也对触发电路和保护电路也有了更深刻的认识，这次课程设计应用到multisim软件，设计时借助multisim软件进行系统模型仿真，用该软件对该电路进行分析，大大简化了计算和绘图步骤。
书写课程设计说明书时使用WORD软件，使我掌握了许多关于WORD编辑和排
版技巧，提高了自身对一些基本软件的应用技能。
总之，这次课程设计不仅增加了我的知识积累，让我有机会将课堂上所学的电力电子理论知识运用到实际中，这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。
帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。
主要参考文献
1、樊立萍，王忠庆.电力电子技术.北京:北京大学出版社,2006
2、徐以荣，冷增祥.电力电子技术基础.南京：东南大学出版社，1999
3、王兆安,黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社,2005
4、童诗白.模拟电子技术.北京:清华大学出版社, 2001
5、阎石.数字电子技术.北京:清华大学出版社, 1998
6、邱关源.电路.北京：高等教育出版社，1999
单相桥式全控整流电路的设
计
洛阳理工学院
题 目:单相全控桥式晶闸管整流电路的设
计（纯电阻）
姓 名:李金凯
学 院:电气工程与自动化学院
专 业:电气工程及其自动化
班 级:B120405
学 号:B12040518
指导教师:张刚
2015年 6月 5日
课程设计任务书
学生姓名： 学号：
指导教师： 工作单位：
题 目: 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）
初始条件：1、电源电压：交流100V/50Hz
2、输出功率：500W
3、移相范围0º~180º
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；
2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；
3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元
器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，并给出仿真波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；
5、通过答辩。
时间安排：2015.6.1-6.5。