单相桥式可控整流电路的设计
单相桥式可控整流电路课程设计报告
《单相桥式可控整流电路设计》设计报告院（系、部）：信息工程学院姓名：姜浩森学号：130696年级：大三专业：电气工程及其自动化任课教师：宋晓通2016 年1月·北京目录摘要 (3)课程设计的目的及要求 (4)第1章总体设计方案 (5)1.1总体设计思路 (5)1.2主电路设计 (6)1.3主电路工作原理 (7)第2章保护电路的设计 (7)2.1过电压保护 (8)2.2过电流保护 (8)2.3抑制电路 (9)2.3.1电流上升的抑制保护 (9)2.3.2电压上升的抑制保护 (10)第3章元器件参数计算选取与总电路图 (10)3.1整流电路参数计算………………………………………………………103.2元件型号的选择…………………………………………………………113.3电路总接线图……………………………………………………………12第4章心得与体会 (13)参考文献 (13)附件A 元器件清单…………………………………………………………14摘要单相桥式可控整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其效率高原理及结构简单在单相整流电路中应用较多，在设计单相桥式可控整流电路时，从总电路电路出发根据负载择优选着方便的同步触发电路，并逐一设置各种保护电路使电路安全有效的运行，最终达到整流的目的。
AbstractSingle-phase controlled rectifier bridge is the most basic AC to DC circuit, the efficiency of high principle and structure of simple single-phase rectifier in the application of more controlled in the design of single-phase bridge rectifier circuit, from The total circuit circuit starting with the load merit selection and convenient synchronization trigger circuit, and one by one to set various protection circuit to enable safe and effective operation of the circuit, ultimately the purpose of rectification.课程设计目的及要求课程设计目的综合课程设计是学生学完专业基础课后综合应用所学知识、结合工程实际问题的一次重要教学实践，培养学生理论联系实际、技术结合经济、综合考虑问题进行设计计算与绘图等能力。
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 单相桥式可控整流电路的基本原理2.1 桥式整流电路概述2.2 可控整流电路原理介绍2.3 Matlab在电路仿真中的应用3. 环节仿真设计步骤与方法3.1 仿真设计的准备工作3.2 桥式可控整流电路参数设置与模型建立3.3 信号源设计与输入波形调整4. 结果分析与讨论4.1 输出电压与负载特性分析4.2 输入功率和效率计算及分析4.3 控制方式对输出特性的影响分析5. 结论与展望5.1 结论总结和发现归纳5.2 设计中存在问题及改进方向提议1. 引言1.1 背景和意义随着电力系统的快速发展，可控整流技术作为一种重要的电能转换技术在电气领域中得到广泛应用。
而单相桥式可控整流电路作为可控整流技术的典型代表之一，具有显著的优势和重要的应用价值。
单相桥式可控整流电路被广泛应用于直流电源、交直流变频器、焊接设备以及伺服驱动等领域。
其主要功能是将交流电转换为带有直流成分的输出电压，并通过调节触发角来实现对输出电压幅值和形状的精确控制。
这种控制方式可以根据需要灵活地调整输出信号，达到各种特定使用要求。
因此，对于单相桥式可控整流电路进行准确的仿真设计和性能分析，是深入理解其工作原理和提高其运行效率的重要手段。
1.2 结构概述单相桥式可控整流电路由四个晶闸管连接而成，组成一个反并联结构。
其中两个晶闸管连接在正半周机架上，另外两个晶闸管连接在负半周机架上。
通过适当地触发晶闸管的导通，可以实现对输出电压大小和形状的精确控制。
1.3 目的本文旨在利用Matlab软件对单相桥式可控整流电路进行环节仿真设计，并验证其性能。
具体目的包括以下几点： 1. 理解单相桥式可控整流电路的基本原理和工作方式； 2. 建立合适的仿真模型，模拟出整流电路的运行过程； 3. 通过仿真结果分析输出电压与负载特性、输入功率和效率等参数变化情况； 4. 分析不同控制方式对输出特性的影响，并提出改进方案。
单相桥式全控整流电路实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除单相桥式全控整流电路实验报告篇一：实验五单相桥式全控整流电路实验实验五单相桥式全控整流电路实验一．实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。
2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。
3．熟悉mcL—05锯齿波触发电路的工作。
二．实验线路及原理参见图4-7。
三．实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。
2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。
3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。
四．实验设备及仪器1．mcL系列教学实验台主控制屏。
2．mcL—18组件（适合mcL—Ⅱ)或mcL—31组件（适合mcL—Ⅲ）。
3．mcL—33组件或mcL—53组件（适合mcL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．mcL—05组件或mcL—05A组件5．meL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。
6．meL—02三相芯式变压器。
7．双踪示波器8．万用表五．注意事项1．本实验中触发可控硅的脉冲来自mcL-05挂箱，故mcL-33（或mcL-53，以下同）的内部脉冲需断x1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。
2．电阻Rp的调节需注意。
若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。
3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。
4．mcL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到mcL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。
同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。
5．逆变(:单相桥式全控整流电路实验报告)变压器采用meL-02三相芯式变压器，原边为220V，中压绕组为110V，低压绕组不用。
6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。
单相桥式可控整流电路
图3-7 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形 （接续流管）
接入VD：扩大移相范围,不让 ud出现负面积。 移相范围：0 ~ 180 ud波形与电阻性负载相同 Id由VT1和VT3，VT2和VT4， 以及VD轮流导通形成。
uT波形与电阻负载时相同。
3.2 单相桥式可控整流电路
4. 带反电动势负载时的工作情况
u2
a)
VT4
VT3
id
L ud
R
•u2过零变负时,由于电感的作用晶 闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并
不关断。
•至ωt=π+α 时刻，给VT2和VT3加
触 发 脉 冲 ， 因 VT2 和 VT3 本 已 承 受 正电压，故两管导通。
•VT2 和 VT3 导 通 后 ， u2 通 过 VT2 和
3.2 单相桥式可控整流电路
一、单相桥式可控整流电路
1.带电阻负载的工作情况
α
➢ 工作原理及波形分析
VT1和VT4组成一对桥臂,在u2正 半周承受电压u2，得到触发脉冲 即导通，当u2过零时关断。
VT2 和 VT3 组 成 另 一 对 桥 臂 ， 在 u2 正 半 周 承 受 电 压 - u2， 得 到 触 发脉冲即导通，当u2过零时关断。
➢ 由于电感存在Ud波形出现负面积,使Ud下降。 ➢ α可调范围： 0 ~ 90
3.2 单相桥式可控整流电路
➢接入VD：扩大移相范围,不让ud 出现负面积。 ➢移相范围：0 ~ 180 ➢ud波形与电阻性负载相同 ➢Id由VT1和VT4，V2和VT3，以 及VD轮流导通形成。
图3-10 单相桥式全控整流电路， 有反电动势负载串平波电抗器、接续流二极管
T
i2 a
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。
(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。
单相桥式全控整流电路实验报告上海理工大学
单相桥式全控整流电路实验报告上海理工大学题目：单相桥式全控整流电路实验报告学校：上海理工大学实验目的：本实验旨在通过搭建单相桥式全控整流电路，研究和掌握全控整流电路的工作原理及其特性。
实验设备：1.单相桥式全控整流电路实验板2.变压器3.直流电源4.示波器5.电阻、电容等辅助元件实验原理：单相桥式全控整流电路是一种常用的电力电子变流器，可以实现交流电的直流化。
该电路由四个可控硅组成的桥式整流电路和一个触发电路组成。
在正半周和负半周的不同工作状态下，通过控制可控硅的导通时间，可以实现对输出电压的控制。
实验步骤：1.将实验设备接线正确连接，确保电路的安全性。
2.调节变压器的输入电压，使其输出适宜的交流电压。
3.打开直流电源，将其正负极分别接入桥式整流电路的两侧。
4.使用示波器测量输出电压的波形，并记录数据。
5.通过调节触发电路的触发角，改变可控硅的导通时间，观察输出电压的变化，并记录数据。
6.反复进行步骤4和步骤5，获得不同工作状态下的输出电压波形和特性。
实验结果：通过实验测量和记录，我们得到了不同触发角下的输出电压波形和特性曲线。
根据曲线分析，我们可以得出单相桥式全控整流电路在不同控制条件下的工作特性，如输出电压的平均值、脉动系数等。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了单相桥式全控整流电路的工作原理和特性。
我们成功地搭建了实验电路，并通过实验数据分析得出了电路的输出特性。
实验结果证明了该电路在不同工作状态下具有可控的输出特性，可广泛应用于交流电的直流化领域。
注意事项：在进行实验过程中，要注意电路的安全性和稳定性。
遵循实验室的操作规范，正确使用实验设备。
实验结束后，注意及时清理实验现场，并关闭相关设备。
单相桥式全控整流电路实验
单相桥式全控整流电路实验一、实验目的1.理解单相桥式全控整流电路的工作原理；2.掌握整流电路的参数测试方法；3.学习单相桥式全控整流电路的设计与调试方法。
二、实验原理单相桥式全控整流电路是一种常用的整流电路形式，其工作原理如下：在交流电源的正半周，整流二极管VT1和VT3导通，电流从变压器二次侧的输出端经VT1和VT3流至负载；而在交流电源的负半周，整流二极管VT2和VT4导通，电流从变压器二次侧的输出端经VT2和VT4流至负载。
通过控制晶闸管的触发角，可以调节输出电压的大小。
三、实验步骤1.搭建单相桥式全控整流电路，包括电源、变压器、整流二极管、负载和触发器等部分；2.连接电源，使电路开始工作；3.使用示波器观察整流电路的输入电压和输出电压的波形；4.调整触发器的触发角，观察输出电压的变化；5.测量整流电路的输入电压、输出电压、电流等参数；6.根据实验数据计算整流效率等参数；7.对实验结果进行分析，并与理论值进行比较。
四、实验结果与分析1.实验结果通过实验测量，得到以下数据：输入电压V1=220V，输出电压V2=90V，输出电流I2=5A，晶闸管两端电压VTH=10V，触发角α=10°。
根据这些数据，我们可以计算出整流效率为η=输出电压/输入电压×100%=90/220×100%=40.9%。
2.结果分析从实验结果可以看出，单相桥式全控整流电路的输出电压与输入电压的关系是近似的线性关系，输出电压随着触发角的增大而减小。
当触发角为90°时，输出电压为零，这表明单相桥式全控整流电路具有可控性。
同时，由于晶闸管两端存在电压降，因此整流效率受到一定的影响。
但是，当触发角较小时，整流效率较高。
五、结论通过本次实验，我们验证了单相桥式全控整流电路的工作原理和设计方法。
实验结果表明，单相桥式全控整流电路具有可控性好、效率较高的优点。
在实际应用中，可以通过调整触发角来调节输出电压的大小，实现电气设备的节能控制。
单相桥式可控整流电路实验报告
开课学院及实验室: 实验时间：年月日一、实验目的通过本实验，加深对单相桥式可控整流电路的工作原理的理解，增强对电路工作过程的分析能力。
二、实验原理单相桥式全控整流电路带电阻感负载时的原理接线图如图1.1所示，VT1和VT4组成一对桥臂，在此正半周承受电压S,得到触发脉冲即导通，当6过零时关断。
VT2和VT3组成另一对桥臂，在此负半周承受电压-a,得到触发脉冲即导通，当此过零时关断，带电阻负载。
根据原理图利用SIMU1INK中电力电子模块库建立相应的仿真模型如图1.2所示。
三、实验设备、仪器及材料PC机一台,MAT1AB软件四、实验步骤（按照实际操作过程）1 .打开MAT1AB,点击上方的simu1ink图标，进入SimUIink1ibraryBroWSer模式。
2 .新建mode1文件，从Simu1ink1ibraryBrowser选择元器件，分别从sinks和SimPowerSystems中选择，powergui单元直接搜索选取3 .根据电路电路模型正确连线五、仿真参数及结果仿真参数设置：UAC=IOOV（有效值），R=IoQ,晶闸管参数为默认值。
选择仿真终止时间为0.06s,采用变步长算法。
de23tb（stiff∕TR.BDF2）,给出不同开通控制角（如，20°,40°,60°,90。
，150。
等）的情况下,直流端电压Ud和电流Id的波形。
1.控制角为20度3控制角为60度5.控制角为150度六、仿真结果分析根据前面的仿真结果，分析单相桥式可控整流电路中，开通控制角对输出直流电压值的影响。
在单项桥式全控带电阻负载整流电路中，在触发延迟角处给触发脉冲，当U2为为正半周期时，VT1和VT4导通，。
单相桥式全控整流电路实验报告
单相桥式全控整流电路实验报告单相桥式全控整流电路实验报告引言：单相桥式全控整流电路是电力电子技术中常用的电路之一。
它能够将交流电转换为直流电，并且能够通过控制开关器件的导通角度来实现对输出电压的调节。
本实验旨在通过搭建单相桥式全控整流电路并进行实际操作，来深入了解该电路的工作原理和性能特点。
一、实验装置和原理本实验所使用的实验装置包括变压器、单相桥式全控整流电路、交流电源和直流负载。
变压器的作用是将输入的交流电压降低到适合实验的电压范围，同时也能够提供所需的电流。
单相桥式全控整流电路由四个可控硅组成，通过控制可控硅的导通角度来实现对输出电压的调节。
交流电源提供输入电压，直流负载则用于测量输出电压和电流。
二、实验步骤1. 搭建实验电路：将变压器的输入端接入交流电源，输出端接入单相桥式全控整流电路的输入端，输出端接入直流负载。
注意接线的正确性和稳固性。
2. 调节变压器输出电压：通过旋转变压器的调节旋钮，逐渐调节变压器的输出电压，使其达到实验所需的电压范围。
3. 接通电源：将交流电源的开关打开，此时电路开始供电，但是输出电压为零。
4. 控制可控硅导通角度：通过控制可控硅的触发脉冲，来调节可控硅的导通角度。
当触发脉冲的时间提前时，可控硅的导通角度变大，输出电压也随之增大；当触发脉冲的时间延后时，可控硅的导通角度变小，输出电压也随之减小。
5. 测量输出电压和电流：使用直流电压表和直流电流表来测量输出电压和电流的数值。
根据实验需求，可以调节可控硅的导通角度，来获得不同的输出电压和电流数值。
6. 记录实验数据：将测得的输出电压和电流数值记录下来，并进行整理和分析。
三、实验结果和分析通过实验，我们可以得到不同可控硅导通角度下的输出电压和电流数值。
根据实验数据，我们可以绘制出输出电压和电流随导通角度变化的曲线图。
从曲线图中可以看出，当导通角度增大时，输出电压和电流也随之增大；当导通角度减小时，输出电压和电流也随之减小。
单相PWM整流电路设计（电力电子课程设计）
单相PWM整流电路设计（电⼒电⼦课程设计）重庆⼤学电⽓⼯程学院电⼒电⼦技术课程设计设计题⽬：单相桥式可控整流电路设计年级专业：***＊级电⽓⼯程与⾃动化学⽣姓名： *＊*＊*学号： ****成绩评定：完成⽇期：2013年６⽉２３⽇指导教师签名：年⽉⽇重庆⼤学本科学⽣电⼒电⼦课程设计任务书单相桥式可控整流电路设计摘要：本⽂主要研究单相桥式PWＭ整流电路的原理,并运⽤IＧBＴ去实现电路的设计。
概括地讲述了单相电压型ＰWＭ整流电路的⼯作原理,⽤双极性调制⽅式去控制IGBＴ的通断。
在元器件选型上，较为详细地介绍了IGＢＴ的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作⽤,以及它们的选型。
最后根据实际充电机的需求,选择元器件具体的参数,并⽤ｓimｕlｉｎｋ进⾏仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。
实现了单相电压型ＰWM整流器的⾼功率因数，低纹波输出等功能。
关键词：ＰWM整流simｕlink 双极性调制IGＢT⽬录１.引⾔ ............................................ 错误!未定义书签。
1.1 PWＭ整流器产⽣的背景....................... 错误!未定义书签。
1.2 ＰWM整流器的发展状况?错误!未定义书签。
1.3 本⽂所研究的主要内容?错误!未定义书签。
2.单相电压型ＰWM整流电路的⼯作原理?错误!未定义书签。
2.1电路⼯作状态分析?错误!未定义书签。
2.２ PWM控制信号分析?错误!未定义书签。
２．3 交流测电压电流的⽮量关系?错误!未定义书签。
3.单相电压型PWM整流电路的设计?错误!未定义书签。
3．1 主电路系统设计?错误!未定义书签。
３.2 IＧBＴ和⼆极管的选型设计?错误!未定义书签。
3.３交流侧电感的选型设计....................... 错误!未定义书签。
３．4 直流侧电容的选型设计...................... 错误!未定义书签。
单相桥式全控整流电路实验
单相桥式全控整流电路实验一、实验目的1.加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。
2.研究单相桥式变流电路整流的全过程。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 PE01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。
2 PE-11三相可控整流电路该挂件包含“晶闸管”3 PE-12 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。
4 PE-25实验元器件该挂件包含“二极管”5 PE-43变压器、可调电阻模块6 双踪示波器自备7 万用表自备三、实验线路及原理本实验线路如图所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在PE-12挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，锯齿波触发脉冲G1，K1加到VT1的控制极和阴极，锯齿波触发脉冲G4，K4加到VT6控制极和阴极。
锯齿波触发脉冲G2，K2加到VT4的控制极和阴极，锯齿波触发脉冲G3，K3加到VT3控制极和阴极。
，晶闸管主电路的“触发脉冲输入”端的扁平电缆不要接，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用电源控制屏三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗L d用电源控制屏面板上的700mH，直流电压、电流表均在电源控制屏面板上。
触发电路采用PE-12组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。
图2-7 单相桥式整流实验原理图四、实验内容1.单相桥式全控整流电路带电阻负载。
2.单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。
五、实验方法1.触发电路的调试将PE01电源控制屏的电源使输出线电压为220V，用两根导线将220V交流电压接到PE-12的“外接220V”端（电源控制屏的“A”用导线接到PE-12挂件的“外接220V”端的下端，电源控制屏的“B”用导线接到PE-12挂件的“外接220V”端的上端），按下“启动”按钮，打开PE-12电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。
基于KJ004的单相桥式可控整流电路的设计
课程设计（论文）任务书电气与信息工程学院（部）年月日基于KJ004的单相桥式可控整流电路的设计摘要整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。
整流电路通常由主电路、变压器等组成。
主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
本文介绍的可控硅移相触发器KJ004,与分立元件组成的触发电路相比,具有移相线性好、移相范围宽、温漂小、可靠性高、相位不均衡度小等优点,已广泛用于机械、纺织、冶金、化工、轻工等工业系统。
关键词：可控硅触发器，触发电路目录1 绪论 (1)1.1课题的目的及意义 (1)1.2现状及应用 (1)1.3 课题的设计内容 (1)2 主电路设计 (2)2.1 主电路结构 (2)2.1.1 晶闸管的结构 (3)2.1.2 晶闸管的工作原理 (4)2.1.3 系统结构介绍 (5)2.2 主电路分析 (5)2.3 主电路参数计算 (5)2.3.1 电流、电压的计算 (5)2.3.2 滤波电感L、电容C计算 (5)3 控制电路设计 (6)3.1可控移相触发器KJ004的工作原理 (6)3.1.1电路工作原理 (6)3.1.2封装形式 (6)3.1.3典型接线图及各点波形 (7)3.1.4电参数 (7)3.2 驱动电路设计 (8)3.3保护电路的设计 (9)3.3.1 晶闸管的保护电路 (9)3.3.2主电路的过电压保护电路设计 (9)总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)1 绪论1.1课题的目的及意义单相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要，也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统等其他领域。
因此对单相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义，不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。
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。
单相桥式可控整流电路的设计文档
第一章整流器主电路的设计方案的选择单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，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。
单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。
根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。
整流电路我们知道，单相整流器的电路形式是各种各样的，整流的结构也是比较多的。
因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：方案一：单相桥式半控整流电路电路简图如：图1.3a单相桥式半控整流电路对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗！如果不加续流二极管，当α突然增大至180°或出发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期为ud为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即为失控。
所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。
方案二：单相桥式全控整流电路电路简图如：图单相桥式全控整流电路此电路对每个导电回路进行控制，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。
单相桥式全控整流电路的设计与仿真
单相桥式全控整流电路的设计与仿真
1.设计原理
2.设计步骤
（1）电路分析：根据电路图，进行电路分析，确定电路参数和特性。
包括输入电压、输出电流、整流角等。
（2）电路选择：根据设计需要选择合适的元件，如SCR、电容、电
阻等。
同时注意元件的电压和电流容量要满足使用要求。
（3）电路参数计算：根据电路工作条件和设计需求，计算电路各个
元件的参数，如SCR的导通角、电阻和电容的取值等。
（4）控制电路设计：根据实际需要设计控制电路，通过触发脉冲控
制SCR的导通和关断。
（5）电路布局与连接：按照设计要求进行电路布局与连接，注意元
件之间的电气隔离和散热问题。
（6）仿真实验：使用电子仿真软件进行电路的仿真实验，验证电路
的性能和特性。
3.仿真实验
（1）在仿真软件中打开电路设计界面，绘制单相桥式全控整流电路
的电路图。
（2）设置电路参数，包括输入电压、输出电流、电阻、电容等。
（3）设计控制电路，设置触发脉冲的宽度和频率。
（4）运行仿真，观察电路的电压、电流波形和效果。
（5）根据仿真结果，优化电路设计，调整参数，使电路性能达到设计要求。
（6）分析仿真结果，评估电路的性能和特性。
4.总结与展望
单相桥式全控整流电路是一种重要的电力电子变流器，其设计和仿真对于电气工程师具有重要的实际意义。
本文介绍了单相桥式全控整流电路的设计原理和步骤，以及使用仿真软件进行电路仿真实验的方法。
随着电力电子技术的不断发展，相信单相桥式全控整流电路将在实际应用中起到更大的作用。
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什么是整流电路整流电路（Rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
可以从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流舒服相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次电流的方向是单相或双向，又分为单拍电路和双拍电路。
整流电路的发展与应用力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶体管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的符合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。
另外，采用全控型器件的电路的主要控制方式为PWM脉宽调制式，后来，又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），随着全控型电力电子器件的发展，电力电子电路的工作频率也不断提高。
同时，电力电子器件的开关损耗也随之增大，为了减小开关损耗，软开关技术便应运而生，零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）把电力电子技术和整流电路的发展推向了新的高潮。
说主要任务本次设计的主题是设计一个单相桥式电路。
确定设计方案，通过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，器件戈定参数确定等。
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，如有错误进行修改，最后将仿真图形保存下来。
课程设计的总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。
（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。
（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。
（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。
（5）广泛收集相关技术资料。
（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。
（8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。
第一章 主电路的原理与设计1. 设计方案及原理1.1 原理方框图主电路保护电路触发电路电源图1.1 电路结构框图1.2 主电路的设计电阻负载主电路主电路原理图如下：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）1.5 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。
1.6 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第二章 触发器的设计2.1 晶闸管的触发电路图2.1 晶闸管触发电路图2.2 晶闸管触发电路工作原理（1） 由V1、V2构成的脉冲放大环节和脉冲变压器TM和附属电路构成的脉冲输出环节两部分组成。
（2） 当V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。
（3） VD1和R3是为了V1、V2由导通变为截止时脉冲变压器TM释放其储存的能量而设的。
（4） 为了获得触发脉冲波形中的强脉冲部分，还需适当附加其它电路环节。
晶闸管触发电路应满足下列要求：A、触发脉冲的宽度应该保证晶闸管的可靠导通，对感性和反电动势负载的变流器采用宽脉冲或脉冲列触发，对变流器的启动，双星型带平衡电抗器电路的触发脉冲应该宽于30°，三相全控桥式电路应小于60°或采用相隔60°的双窄脉冲。
B、脉冲触发应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3—5倍，脉冲前沿的陡度也要增加。
一般需达1-2A/us所提供的触发脉冲不应超过晶闸管门极的电压、电流和额定功率，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内。
并且应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及主电路的电气隔离。
第三章 仿真分析与调试3.1 单相全控桥式整流电路（电阻性负载）仿真电路图图4.1 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）仿真电路图3.2仿真与分析波形图分别代表晶体管VT14上的电流I14、晶体管VT14上的电压U14、电阻负载上的电压Ud，电阻负载上的电流Id。
下列波形分别是延迟角α为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
（1）当延迟角α=30°时，波形图如图4.2所示：图4.2 α=30°单相桥式全控整流电路（电阻性负载）波形图（2）当延迟角α=60°时，波形图如图4.3所示：图4.3 α=60°单相桥式全控整流电路（电阻性负载）波形图（3）当延迟角α=90°时，波形图如图4.4所示：图4.4 α=90°单相桥式全控整流电路（电阻性负载）波形图（4）当延迟角α=120°时，波形图如图4.5所示：图4.5 α=120°单相桥式全控整流电路（电阻性负载）波形图3.3单相全控桥式整流电路小结单相全控桥式整流电路（电阻性负载）是典型单相全控桥式整流电路，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。
3.4画图与调试过程中遇到的问题和解决问题的方法问题（一）开始进入画图软件时一点都不知道怎么去调用各种元器件。
解决方法：在网上看了个视频就差不多可以画完问题（二）在最后进入调试阶段，显示的波形不对解决方法：仔细检查个各元器件的参数是不是正确。
检测示波器的量程有没有选对，最后发现是我的示波器量程没选对第四章心得与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各种软件，设计时借助各种软件进行系统模型仿真，用各种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。
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