单相桥式全控整流电路课程设计
单相桥式整流电路课程设计报告..
单相桥式整流电路课程设计报告..电力电子课程设计报告一、二、设计任务说明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主要元器件说明；3)完成主电路的原理分析，各主要元件的选择；4)驱动电路的设计，保护电路的设计；5)利用仿真软件分析电路的工作过程；2.设计要求：1)单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载，L=700mH，R=500Ω2)技术要求：A.电网供电电压为单相220V；B.电网电压波动为5%——10%；C.输出电压为0——100V;三、设计方案的比较单相桥式整流电路有两种方式，一种是单相桥式全控整流电路，一种是单相桥式半控整流电路。
主要方案有三种：方案一：采用单相桥式全控整流电路，电路图如下：对于这个电路，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路，不需要续流二极管，不会出现失控现象，整流效果好，波形稳定。
变压器二次绕组不含直流分量，不会出现变压器直流磁化的问题，变压器利用率高。
方案二：采用单相桥式半控整流电路，电路图如下：相较于单相桥式全控整流电路，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管，而另一个用二极管代替，这样使电路连接简便，且降低了成本，降低了损耗。
但是若无续流二极管，当α突然增大到180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使d U成为正弦半波，级半周期d U为正弦波，另外半周期d U为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即失控现象。
因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。
综上所述：单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。
但输出电压脉动冲大，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。
而单相桥式全控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。
单相桥式全控课程设计
单相桥式全控课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单相桥式全控整流电路的基本原理，理解电路中各元器件的作用及相互关系。
2. 使学生了解单相桥式全控整流电路在不同负载条件下的工作特性，包括输出电压、电流波形及其相位关系。
3. 引导学生掌握单相桥式全控整流电路的参数计算方法，并能应用于实际电路设计中。
技能目标：1. 培养学生具备运用所学知识分析、解决实际电路问题的能力。
2. 让学生通过实验操作，学会单相桥式全控整流电路的搭建、调试和故障排查。
3. 提高学生的团队协作能力，培养学生之间的沟通与交流。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术专业的兴趣和热情，激发学生主动探索、创新的精神。
2. 引导学生树立正确的价值观，认识到电子技术在国民经济发展中的重要性。
3. 培养学生的安全意识，让学生在实验过程中养成良好的操作习惯。
课程性质：本课程属于电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，同时关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握专业知识的同时，具备良好的职业素养。
通过具体的学习成果分解，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 单相桥式全控整流电路基本原理：讲解晶闸管的工作原理，分析单相桥式全控整流电路的构成、工作过程及各元器件的作用。
2. 单相桥式全控整流电路工作特性：介绍在不同负载条件下，输出电压、电流波形及其相位关系，分析电路的效率、功率因数等性能指标。
3. 单相桥式全控整流电路参数计算：教授电路参数计算方法，包括负载电阻、触发角度等参数的选择与计算。
4. 实践操作：安排学生进行单相桥式全控整流电路的搭建、调试及故障排查，提高学生的动手能力。
5. 教学案例解析：分析实际应用中的单相桥式全控整流电路，使学生更好地理解所学知识在实际工程中的应用。
单相桥式全控整流电路设计
单相桥式全控整流电路设计单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其具有可靠性高、效率高以及适用范围广等特点。
本文将对单相桥式全控整流电路进行详细的介绍和设计。
一、单相桥式全控整流电路的介绍单相桥式全控整流电路是一种采用可控硅器件实现直流电源的电路，常用于电子装置、自动控制和功率器件中。
其主要由四个可控硅管组成，将交流电源整流为直流电源。
在单相桥式全控整流电路中，可控硅管会根据触发脉冲的信号来控制其导通和截止，从而控制输出电压和电流的大小。
需要注意的是，触发脉冲的相位、脉宽和大小都会影响输出的电压和电流，因此需要根据具体应用场合来进行合理的设计。
二、单相桥式全控整流电路的设计1. 电源选型单相桥式全控整流电路需要有一个稳定的电源来提供交流电源，因此需要选择合适的电源。
一般来说，选择稳压电源、变压器、整流电路和滤波电路等电子元件构成的电源比较合适。
2. 器件选型在单相桥式全控整流电路中，需要选择适用的器件，如可控硅管、反向恢复二极管。
可以根据具体的应用场合来选择合适的器件。
3. 负载匹配在单相桥式全控整流电路中，需要考虑电路与负载的匹配问题，以确保输出电压和电流的稳定性。
通常可以采用变压器或电容等元件进行匹配。
4. 触发电路设计单相桥式全控整流电路中的可控硅管需要通过触发电路来控制其导通和截止，因此需要设计合适的触发电路。
触发电路的设计需要考虑触发脉冲的相位、脉宽和大小等因素，以确保输出电压和电流的精度和稳定性。
5. 整流电路设计在单相桥式全控整流电路中，需要设计合适的整流电路来将交流电源整流为直流电源。
整流电路的设计需要考虑输出电压和电流的大小和稳定性。
三、总结单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其利用可控硅管来实现直流电源的输出。
需要注意的是，设计单相桥式全控整流电路需要考虑多个因素，如电源选型、器件选型、负载匹配、触发电路设计和整流电路设计等。
只有在考虑全面的情况下，才能保证单相桥式全控整流电路的稳定性和精度。
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。
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目录1 引言 (1)2 主要任务 (1)2.1工作原理 (1)2.1.1单相桥式全控整流电路带在阻感负载时的电路及其波形 (1)2.1.2单相桥式全控整流电路带在阻感负载时的工作原理 (2)2.2整流电路的参数计算 (2)2.3触发电路的设计 (4)3 电路仿真 (4)3.1MATLAB软件介绍 (4)3.2仿真图 (5)4.仿真结果及分析 (7)4.1仿真结果 (7)4.2仿真结果分析 (7)5 总结 (7)参考文献 (8)致谢 (9)1 引言整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的分类（1）按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
（2）按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
（3）按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
（4）按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。
交流-直流变流器又称整流器、AC-DC变流器，其作用是将交流电转变为直流电，一般也称整流，并且在整流的同时还对直流电压电流进行调节，以符合用电设备的要求。
整流电路的仿真可以用powersys模型库中的二极管和晶闸管等模块来构建，对三相整流电路模型库中有6-pulsediode bridge、 6-pulse thyristorbridge、 universalbridge 等模块可以调用，使用这些模块可以使仿真更方便。
复杂的大功率多相整流器可以在三相桥的基础上构建。
2.主要任务2.1工作原理2.1.1单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路（如图1）及其波形（如图2）图1 单相桥式全控整流电路带阻感负载时电路图图2 单相桥式全控整流电路阻感负载时的波形图2.1.2单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路工作原理在电源电压u 2正半周期间，VT1、VT4承受正向电压，若在ωt=α时触发，VT1、VT4导通，电流经VT1、负载、VT4和T 二次侧形成回路，但由于大电感的存在，u 2过零变负时，电感上的感应电动势使VT1、VT4继续导通，直到VT2、VT3被触发导通时，VT1、VT4承受反相电压而截止。
(完整word版)单相桥式全控整流电路的设计
目录1 设计方案及原理 (1)原理方框图 (1)主电路的设计 (1)主电路原理说明 (2)整流电路参数的计算 (2)2 元器件的选择 (3)晶闸管的选用 (3)变压器的选用 (4)3 触发电路的设计 (4)对触发电路的要求 (4)3.2 KJ004 集成触发器 (4)4 保护电路的设计 (5)过电压保护 (6)过电压保护 (6)过电流保护 (7)电流上涨率 di/dt 的克制 (7)4.1.4 电压上涨率 du/dt 的克制 (7)5 仿真剖析与调试 (8)成立仿真模型 (8)仿真结果剖析 (9)心得领会 . (11)参照文件 . (12)附录 . ...................................................... 错误！不决义书签。
单相桥式全控整流电路的设计1设计方案及原理1.1 原理方框图系统原理方框图如1-1 所示：触发电路保护电路驱动电路整流主电路负载图 1-1系统原理方框图1.2 主电路的设计主电路原理图以下列图1-2 所示：图 1-2单相桥式全控整流电路原理图1.3 主电路原理说明在电源电压 u2 正半周时期， VT1、VT4 蒙受正向电压，若在触发角 α 处给 VT1、VT4加触发脉冲， VT1、VT4导通，电流从电源 a 端经 VT1、负载、 VT4流回电源 b 端。
当 u2 过零时，流经晶闸管的电流也降到零， VT1和 VT4关断。
在电源电压 u2 负半周时期，仍在触发延缓角 α 处触发 VT2和 VT3， VT2 和 VT3导通，电流从电源 b 端流出，经过 VT3、 R 、 VT2流回电源 a 端。
到 u2 过零时，电流又降为零， VT2 和 VT3 关断。
今后又是 VT1和 VT4导通，这样循环的工作下去。
该电路的移向范围是0―π。
此外，因为该整流电路带的是反电动势负载，因此不是正半轴的随意时辰都能开通晶闸管的，要开通晶闸管一定在沟通电刹时价大于E 的时候去触发。
单相桥式整流课程设计
单相桥式整流课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单相桥式整流电路的基本原理和构成。
2. 掌握单相桥式整流电路中各元件的作用及其相互关系。
3. 学会分析单相桥式整流电路的输出特性，包括电压、电流波形及整流效率。
技能目标：1. 能够正确绘制单相桥式整流电路图，并识别电路中的关键元件。
2. 学会使用相关仪器、仪表对单相桥式整流电路进行测试，分析实验数据。
3. 能够运用所学知识解决实际应用中的单相桥式整流问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术学科的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验操作的规范性和安全性。
3. 引导学生关注新能源、节能减排等社会热点问题，培养环保意识和创新精神。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，旨在让学生掌握单相桥式整流电路的基本原理和应用。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础知识，具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题分析能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论教学：- 介绍单相桥式整流电路的基本原理。
- 讲解单相桥式整流电路的构成及各元件功能，包括二极管、负载、变压器等。
- 分析单相桥式整流电路的输出特性，如电压、电流波形及整流效率的计算。
2. 实践教学：- 指导学生绘制单相桥式整流电路图，识别关键元件。
- 安排实验，让学生动手搭建单相桥式整流电路，观察并记录实验数据。
- 分析实验数据，探讨影响整流效果的因素。
3. 教学大纲：- 教学内容分为两大部分：理论教学和实践教学。
- 理论教学部分按照教材章节进行，共计4学时。
- 实践教学部分安排4学时，其中2学时用于搭建电路，2学时用于实验数据分析。
4. 教材关联：- 本教学内容与教材第3章“桥式整流电路”相关，涵盖了该章节的核心知识点。
- 学生需提前预习教材，以便更好地理解和掌握课程内容。
单相桥式全控整流电路(带阻感负载)(辽宁工程技术大学电力电子课设,格式完全正确,10分下载即用)(D
课程设计名称：电力电子技术题目：单相桥式全控整流电路（带阻感负载）专业：班级：姓名：学号：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表在电力电子技术中，单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较多的电路，本设计是通过利用晶闸管来控制单相桥式全控带阻感负载的整流电路，理解整流电路的工作原理和基本计算方法，设计驱动电路和保护电路。
关键词：电力电子技术；单相桥式；晶闸管；驱动电路；保护电路引言 (1)1 整流电路 (2)1.1 单相半波可控整流电路 (2)1.2 单相全波可控整流电路 (2)1.3 单相桥式半控整流电路 (3)1.4 单相桥式全控整流电路 (3)2 系统总体设计 (5)2.1 系统原理方框图 (5)2.2 主电路设计 (5)2.2.1工作原理分析 (5)2.2.2 参数计算 (6)3 驱动电路的设计 (7)3.1 晶闸管触发电路工作原理 (7)3.2 晶闸管对触发电路的要求 (7)4 保护电路的设计 (8)4.1 过流保护 (8)4.2 过压保护 (8)结论 (10)心得体会 (11)参考文献 (12)辽宁工程技术大学课程设计引言整流电路是电力电子电路中的一种，它的作用是将交流电力变为直流电力供给直流用电设备，如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统等，在生产生活中应用十分广泛。
整流电路在不同角度有不同的分类方法，按组成电路的器件分：不可空、半空、全控和高功率PWM四种，按电路结构可分为：半波、全波、桥式三种，按交流输入相数分：单相、三相、多相多重三种，按控制方式分：相控式、PWM控制式两种，按变压器二次测电流方向分：单拍、双拍电路两种。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较为广泛的整流电路。
单相桥式全控整流电路（带阻感负载）1 整流电路单相整流器的电路形式是多种多样的，整流的结构也是比较多，各有优缺点，因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：单相半波可控整流电路，单相全波可控整流电路，单相桥式半控整流电路，单相桥式全控整流电路 。
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。
单相桥式可控整流电路课程设计
目录1 设计方案选择及论证 (2)1.1 设计任务和要求 (2)1.2 总体方案的选择和确定 (2)1.3整流电路方案的确定 (3)2.系统总体设计 (4)2.1系统原理方框图 (4)2.2主电路设计 (5)3.驱动电路和保护电路的设计 (7)3.1触发电路 (7)3.2保护电路的设计 (9)4 元器件和电路参数计算 (11)4.1元件选取---晶闸管（SCR） (11)4.2晶闸管的选型 (15)4.3整流变压器额定参数计算 (15)4.4设计结果分析 (16)5 系统调试与仿真 (16)6 设计总结 (22)参考文献1. 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；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。
单相桥式全控整流电路设计
单相桥式全控整流电路设计首先，我们需要明确单相桥式全控整流电路的基本原理。
单相桥式全控整流电路主要由四个可控硅和一个储能电感组成。
可控硅是一种半导体器件，可以控制导通角度，从而实现对输出电流的调节。
储能电感则可以平滑输出电流，减小谐波噪声。
接下来，我们将介绍单相桥式全控整流电路的设计步骤：1.确定输出电压和电流要求：首先，需要确定所需的输出电压和电流。
这取决于具体的应用场景和负载要求。
2.计算储能电感参数：根据所需的输出电流和电压，可以计算出储能电感的参数。
储能电感需要能够平滑输出电流，并具有足够的电感值来减小谐波噪声。
3.选择可控硅参数：根据所需的输出电流和电压，选择合适的可控硅参数。
可控硅的主要参数包括最大耐压、最大电流和导通角度等。
4.设计触发电路：触发电路可以根据输入信号来控制可控硅的导通角度。
常见的触发电路有正弦升波触发电路和微处理器触发电路等。
在选择触发电路时，需要考虑其适用于具体的应用场景和控制要求。
5.选择滤波电路：为了进一步减小谐波噪声和提高输出电压质量，可以选择合适的滤波电路。
滤波电路可以根据具体需求，选择低通滤波器、电解电容器等。
6.完成电路连接：根据设计要求，将可控硅、储能电感、触发电路和滤波电路连接在一起。
确保连接正确、稳定可靠。
7.进行测试和调试：根据设计要求，对整个电路进行测试和调试。
通过实际测量，调整触发角度和控制信号，以实现所需的输出电流和电压。
最后，值得注意的是，在进行单相桥式全控整流电路设计时，需要遵循安全操作规范，并严格遵守相关的电气安全要求。
单相桥式全控整流电路纯电阻课程设计
1 引言电力电子技术是利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。
一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。
是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。
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。
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。
整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
典型的单相可控整流电路包括单相半波可控整流电路、单相整流电路、单相全波可控整流电路及单相桥式半控整流电路等。
单相可控整流电路的交流侧接单相电源。
这次课程设计我设计的是单相桥式全控整流电路电阻性负载，与单相半波可控整流电路相比，桥式全控的电源利用率更高一些，应用范围更广泛一些。
2 单相桥式全控整流电路2.1 单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况分析单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如图2-1：图2.1 单相桥式全控整流电路原理图在单相桥式全控整流电路，闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。
在u2正半周（即a 点电位高于b 点电位），若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压u2。
在触发角a 处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a 端经VT1、R 、VT4流回电源b 端。
当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。
在u2负半周，仍在触发角a 处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经VT3、R 、VT2流回电源a 端。
单相桥式全控整流电路课程设计报告书
目录前言 (2)第1章课程设计的任务书 (3)1.1 主要任务 (3)1.2 总体要求 (3)第2章方案选择 (4)2.1 主电路的论证 (4)2.2 触发电路的要求与选择 (4)2.3保护电路的选择 (7)第3章电路设计 (12)3.1主电路设计 (12)3.2 触发电路的设计……………………………………………………………1 33.3 保护电路的设计……………………………………………………………1 33.4 电路参数的计算 (15)第4章小结 (17)参考文献 (18)前言电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现电能使用最佳化。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
变流技术也称为电力电子技术的应用技术，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，以与由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术。
变流技术是电力电子技术的核心，变流技术的理论基础是电路理论。
整流电路是电力电子电路的一种，将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样。
按组成器件可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可分为桥式和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
这次课程设计我们设计的是单相桥式全控整流电路，与单相半波可控整流电路相比，桥式全控的电源利用率高一些，应用围更广。
第1章课程设计的任务书1.1课程设计的主要任务“电力电子技术”课程设计是在教学与试验的基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。
因此，通过电力电子的课程设计达到以下几个目的1）培养综合应用所学知识，并初步设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力。
单相桥式整流电路课程设计报告
电力电子课程设计报告目录一、设计任务说明 (3)二、设计方案的比较 (4)三、单元电路的设计和主要元器件说明 (6)四、主电路的原理分析 (9)五、各主要元器件的选择： (12)六、驱动电路设计 (14)七、保护电路 (16)八、元器件清单 (21)九、设计总结 (22)十、参考文献 (23)一、设计任务说明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主要元器件说明；3)完成主电路的原理分析，各主要元件的选择；4)驱动电路的设计，保护电路的设计；5)利用仿真软件分析电路的工作过程；2.设计要求：1)单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载， L=700mH，R=500Ω2)技术要求：A. 电网供电电压为单相220V；B. 电网电压波动为5%—— 10%；C.输出电压为0—— 100V;二、设计方案的比较单相桥式整流电路有两种方式，一种是单相桥式全控整流电路，一种是单相桥式半控整流电路。
主要方案有三种：方案一：采用单相桥式全控整流电路，电路图如下：对于这个电路，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路，不需要续流二极管，不会出现失控现象，整流效果好，波形稳定。
变压器二次绕组不含直流分量，不会出现变压器直流磁化的问题，变压器利用率高。
方案二：采用单相桥式半控整流电路，电路图如下：相较于单相桥式全控整流电路，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管，而另一个用二极管代替，这样使电路连接简便，且降低了成本，降低了损耗。
但是若无续流二极管，当α 突然增大到180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使Ud 成为正弦半波，级半周期Ud 为正弦波，另外半周期Ud 为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即失控现象。
因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。
综上所述：单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。
MATLAB课程设计-单相桥式全控整流电路的MATLAB设计
学号控制系统仿真单相桥式全控整流电路（电阻性负载）在MATLAB中的仿真真在MATLAB软件中的仿真应用学生姓名班级成绩控制与机械工程学院2015年6 月19 日绪论Matlab以矩阵运算为基础,把计算可视化程序设计融合到了一个交互的工作环境中,可实现工程计算、算法研究、建模和仿真、数据分析及可视化、科学和工程绘图、应用程序开发等功能.Simulink是Mat2lab 所提供的用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成环境,是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具.Matlab5.3与以前的MA TLAB版本的最大区别就是增加了电力系统模块库(PowerSystemBlockset),能快速而准确地对电路及电力系统进行仿真。
1990年MathWorks软件公司为Matlab提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink.作为对Matlab语言运算环境的扩展,在保持Matlab的一般性能基础上,Simulink又增加了许多功能.它与Matlab及其工具箱结合使用,可以完全对连续系统、离散系统、连续和离散混合系统的动态性能进行仿真与分析. Simulink与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点.Simulink 提供了8个子模型库:Continuous(持续环节)、Discrete(离散系统)、Function&Tables(函数及图表)、Math(数学计算)、Nonlinear(非线形环节)、Signals&System(信号及系统)、Sink(输出方式)、Source(输入源).在以上每个子模型库中还包含有相应的功能模块,如Source子模块中包含有SineWave(正弦波)、PulseGenerator(脉冲信号)、Step(阶跃信号)等,Sink子模块中包含有scope(示波器)、To Workspace(传送到工作空间)、XYGraph(X-Y图表)等. Simulink提供了动态系统建模、分析和仿真的交互环境,能够实现交互建模、交互仿真,并允许用户扩展仿真环境等功能.Simulink的专用模型库(Blocksets)提供了一些专用元件集,使得Simulink的功能进一步扩展。
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目录一设计目的 1二设计任务 1三设计内容与要求 1四设计资料及有关规定五设计成果要求5.2课程设计方案的选择5.2.1整流电路5.3主电路的设计5.3.1系统总设计框图5.3.4晶闸管基本参数5.3.4.1 动态特性5.3.4.2晶闸管的主要参数说明5.3.4.3晶闸管的选型5.3.5变压器的选取5.3.6 性能指标分析5.4触发电路和保护电路的设计5.4.1触发电路5.4.2保护电路的设计5.4.2.1 主电路的过电压保护电路设计5.4.2.2主电路的过电流保护电路设计5.4.2.3电流上升率、电压上升率的抑制保护5.6设计总结单相全控晶闸管整流电路课程设计一 设计目的（1）培养综合应用所学知识，并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力；（2）较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。
（3）培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；（4）培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
二 设计任务（1）进行设计方案的比较，并选定设计方案；（2）课程设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说明主电路元器件的计算和选型，以及控制电路的设计；（3）完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择；（4）完成驱动电路的设计，保护电路的设计；三 设计内容与要求负载为电阻电感性负载：L=700mH,R=500欧姆技术要求：电网供电电压为单相220V，50赫兹，输出电压为100V, 输出功率为1000W设计技术要求：（1）电源电压：交流100V/50Hz（2）输出功率：500W；（3）移相范围：0~90度。
四 设计资料及有关规定使用的元器件要求为：负载为220V、305A的直流电机，采用三相整流电路，交流测由三相电源供电, 续流二极管,电感，电容，二极管，金属模电阻，三极管，触发电路KJ004，平波电抗器，运算放大器，功率电阻，220V和380V变压器。
五、设计成果要求5.1 课程设计要求1、单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载,L=700mH,R=500欧姆.2、技术要求:1)、电源电压：交流100V/50Hz2)、输出功率：100W3)、移相范围0º~90º5.2课程设计方案的选择5.2.1整流电路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。
而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。
单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载）电路简图如下：图2.1此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，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，变压器的利用率也高。
单相全控桥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。
单相全控桥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。
根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。
5.2.2元器件的选择5. 2.2.1晶闸管晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silicon Controlled Rectifier--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。
晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。
广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件。
1）晶闸管的结构晶闸管是大功率器件，工作时产生大量的热，因此必须安装散热器。
引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。
2）晶闸管的工作原理图晶闸管由四层半导体（P1、N1、P2、N2）组成，形成三个结J1（P1N1）、J2（N1P2）、J3（P2N2），并分别从P1、P2、N2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T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）组成的等效电路。
图2.3 晶闸管的内部结构和等效电路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的电路称为门极触发电路。
也正是由于能过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。
只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段。
5.2.2.2 可关断晶闸管可关断晶闸管简称GTO可关断晶闸管的工作原理GTO的导通机理与SCR是完全一样的。
GTO一旦导通之后，门极信号是可以撤除的，在制作时采用特殊的工艺使管子导通后处于临界饱和，而不像普通晶闸管那样处于深饱和状态，这样可以用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。
GTO在关断机理上与SCR是不同的。
门极加负脉冲即从门极抽出电流（即抽出饱和导通时储存的大量载流子），强烈正反馈使器件退出饱和而关断。
晶闸管具有驱动简单5.3主电路的设计5.3.1系统总设计框图系统原理方框图如3.1所示：保护电路负载电路整流电路驱动电路单相电源输出图3.1系统原理方框图5.3.2系统主体电路原理及说明图3.2阻感性负载电路（a）工作波形（b）假设 ，工作于稳定状态，负载电流连续，近似为一平直的直线。
(1) 工作原理在电源电压正半周期间，VT1、VT2承受正向电压，若在时触发，VT1、VT2导通，电流经VT1、负载、VT2和T二次侧形成回路，但由于大电感的存在，过零变负时，电感上的感应电动势使VT1、VT2继续导通，直到VT3、VT4被触发导通时，VT1、VT2承受反相电压而截止。
输出电压的波形出现了负值部分。
在电源电压负半周期间，晶闸管VT3、VT4承受正向电压，在时触发，VT3、VT4导通，VT1、VT2受反相电压截止，负载电流从VT1、VT2中换流至VT3、VT4中在时，电压过零，VT3、VT4因电感中的感应电动势一直导通，直到下个周期VT1、VT2导通时，VT3、VT4因加反向电压才截止。
值得注意的是，只有当时，负载电流才连续，当时，负载电流不连续，而且输出电压的平均值均接近零，因此这种电路控制角的移相范围是。
（1）输出电压平均值和输出电流平均值(3-2-1)(3-2-2)（2）晶闸管的电流平均值和有效值(3-2-3)(3-2-4)（3）输出电流有效值I和变压器二次电流有效值(3-2-5)（4）晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为5.3.3原理图的分析该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电路构成。
输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载。
在电路中还加了防雷击的保护电路。
然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。
整流电路中的晶闸管在触发信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。
在电路中,过电保护部分我们分别选择的快速熔断器做过流保护,而过压保护则采用RC电路。
这部分的选择主要考虑到电路的简单性，所以才这样的保护电路部分。
整流部分电路则是根据题目的要求，选择的我们学过的单相桥式整流电路。
该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能。
触发电路是由设计题目而定的，题目要求了用单结晶体管直接触发电路。
单结晶体管直接触发电路的移相范围变化较大，而且由于是直接触发电路它的结构比较简单。
一方面是方便我们对设计电路中变压器型号的选择。
5.3.4晶闸管基本参数5.3.4.1 动态特性晶闸管常应用于低频的相控电力电子电路时，有时也在高频电力电子电路中得到应用，如逆变器等。
在高频电路应用时，需要严格地考虑晶闸管的开关特性，即开通特性和关断特性。
（1）开通特性晶闸管由截止转为导通的过程为开通过程。
图1-12给出了晶闸管的开关特性。
在晶闸管处在正向阻断的条件下突加门极触发电流，由于晶闸管内部正反馈过程及外电路电感的影响，阳极电流的增长需要一定的时间。
从突加门极电流时刻到阳极电流上升到稳定值I T的10%所需的时间称为延迟时间t d，而阳极电流从10%I T上升到90%I T所需的时间称为上升时间t r，延迟时间与上升时间之和为晶闸管的开通时间 t gt=t d+t r，普通晶闸管的延迟时间为0.5～1.5μs，上升时间为0.5～3μs。
延迟时间随门极电流的增大而减少，延迟时间和上升时间随阳极电压上升而下降。
图6.7 晶闸管的开关特性（2）关断特性通常采用外加反压的方法将已导通的晶闸管关断。
反压可利用电源、负载和辅助换流电路来提供。
要关断已导通的晶闸管，通常给晶闸管加反向阳极电压。
晶闸管的关断，就是要使各层区内载流子消失，使元件对正向阳极电压恢复阻断能力。
突加反向阳极电压后，由于外电路电感的存在，晶闸管阳极电流的下降会有一个过程，当阳极电流过零，也会出现反向恢复电流，反向电流达最大值I RM后，再朝反方向快速衰减接近于零，此时晶闸管恢复对反向电压的阻断能力。
5.3.4.2晶闸管的主要参数说明：1、额定电压U Tn通常取U DRM和U RRM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 TMU 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。
I Tn ：额定电流有效值，根据管子的I T(AV) 换算出，I T(AV) 、I TM I Tn 三者之间的关系：(5-2-1)(5-2-2)3、 维持电流I H维持电流是指晶闸管维持导通所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安。
维持电流与结温有关，结温越高，维持电流越小，晶闸管越难关断。
4、 掣住电流I L晶闸管刚从阻断状态转变为导通状态并撤除门极触发信号，此时要维持元件导通所需的最小阳极电流称为掣住电流。