单相半控桥式整流电路的设计(借鉴材料)
单相半控桥式晶闸管整流电路的设计样本
学号：课程设计题目单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管）（阻感负载）学院自动化专业自动化班级100...班姓名指引教师许湘莲年12 月29 日一课程设计性质和目性质：是电气信息专业必修实践性环节。
目：1、培养学生综合运用知识解决问题能力与实际动手能力；2、加深理解《电力电子技术》课程基本理论；3、初步掌握电力电子电路设计办法。
二课程设计内容:单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管）（阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范畴0º~180º三课程设计基本规定1、两人一种题目，按学号组合；2、依照课程设计题目，收集有关资料、设计主电路、控制电路；3、用MATLAB/Simulink对设计电路进行仿真；4、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，阐明主电路工作原理、选取元器件参数，阐明控制电路工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，阐明仿真过程中遇到问题和解决问题办法，附参照资料；5、通过答辩。
电力电子技术课程设计是在教学及实验基本上，对课程所学理论知识深化和提高。
本次课程设计要完毕单相桥式半控整流电路设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间持续可调，由于是半控电路，因而会用到晶闸管与电力二极管。
此外，还要用MATLAB 对设计电路进行建模并仿真，得到电压与电流波形，对成果进行分析。
核心词：半控整流晶闸管1 设计基本规定 (1)1.1设计重要参数及规定：........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 设计重要功能 (1)2总体系统 (2)2.1主电路构造及其工作原理 (2)2.2 参数计算 (2)3硬件电路 (4)3.1 系统总体原理框图 (4)3.2 驱动电路 (5)3.2.1 驱动电路方案 (5)3.2.2 驱动电路设计 (5)3.3 保护电路 (8)3.3.1 变压器二次侧熔断器 (8)3.3.2 晶闸管保护电流 (9)3.4 触发电路 (10)4 元器件选取 (11)4.1 晶闸管 (11)4.1.1 晶闸管构造与工作原理 (11)4.1.2 晶闸管选取 (13)4.2 电力二极管 (13)5 MATLAB建模与仿真 (14)6 心得体会 (18)参照文献 (19)1 设计基本规定1.1设计重要参数及规定：设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范畴0º~180º1.2 设计重要功能单相桥式半控整流电路工作特点是晶闸管触发导通，而整流二极管在阳极电压高于阴极电压时自然导通。
实验三 单相桥式半控整流电路实验
实验三单相桥式半控整流电路实验一．实验目的1．研究单相桥式半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。
2．锯齿波触发电路的工作。
3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。
二．实验线路见图4－1。
1）电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2）锯齿触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等3）L平波电抗器位于NMCL-3314）Rd可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等5）G给定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中6）Uct位于锯齿触发电路中7）二极管位于NMCL-33或NMCL-33F直流电流表图4－1三．实验内容1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。
2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏 2．晶闸管3．锯齿波触发电路 4．可调电阻5．二踪示波器（自备） 6．万用表（自备）五．注意事项1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。
2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。
（2）在控制电压U ct=0时，接通主电源。
然后逐渐增大U ct，使整流电路投入工作。
（3）断开整流电路时，应先把U ct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。
3．注意示波器的使用。
六．实验方法1．将锯齿波触发电路面板左上角的同步电压输入接主电源控制屏的U、V输出端。
a)．合上电源控制屏主电路电源开关，用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。
同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。
观察“3”~“5”孔波形及输出电压U G1K1的波形。
（具体操作同实验四）b)．调节脉冲移相范围将调速系统控制单元（低电压单元）的“G”输出电压调至0V，即将控制电压U ct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压U b（即调RP），使α=180O。
单相半控桥式整流电路的设计说明
Kf=IVT/ Id= /2=0.707，
晶闸管的额定电流为：IT= KfId/1.57=2.5A,取2倍电流安全储备，并考虑晶闸管元件额定电流系列取5A。
晶闸管元件额定电压 U2= 100=141.4V，取2～3倍电压安全储备，并考虑晶闸管额定电压系列取300V。
令 时，
指导教师签名：
课程负责人签名：
年 月 日
1
1.1 设计的主要参数及要求：
设计要求：1、电源电压：交流220V/50Hz
2、输出电压围：20V-50V
3、最大输出电流：10A
4、具有过流保护功能，动作电流：12A
5、具有稳压功能
6、电源效率不低于70%
1.2 设计的主要功能
单相桥式半控整流电路的工作特点是晶闸管触发导通，而整流二极管在阳极电压高于阴极电压时自然导通。单相桥式整流电路在感性负载电流连续时，当相控角α<90°时，可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流；在α>90°时，可实现将直流电返送至交流电网的有源逆变。在有源逆变状态工作时，相控角不应过大，以确保不发生换相（换流）失败事故。
（2）具有稳压功能。
2、设计要求
（1）合理选择晶闸管型号；
（2）完成电路理论设计、绘制电路图、电路图典型波形并进行模拟仿真。
二、主要参考资料
[1] 王兆安，黄俊，电力电子技术（第4版）[M]，北京：机械工业，2000.
[2] 王兆安，明勋，电力电子设备设计和应用手册（第2版）[M]，北京：机械工业，2005.
输出电流的平均值：
2.3 参数计算
输出电压平均值：
U =0.9U2
输出电流平均值：
= Ud/R
a)流过晶闸管电流有效值：
单相半控桥式整流电路
一、实验基本内容1.实验名称：单相半控桥整流电路实验2.已知条件：a)工作电路原理图图1 工作原理图b)理想工作波形c)产生失控现象的原因及理论结果对于单相桥式半控整流电路，在正常运行的情况下，如果突然把触发脉冲切断或者将触发延迟角α增大到180°，电路将产生“失控”现象。
失控原因：正在导通的晶闸管的关断必须依赖后续晶闸管的开通，如果后续晶闸管不能导通，则已经导通的晶闸管就无法关断。
失控结果：失控后，一个晶闸管持续导通，两个二极管轮流导通，整流输出电压波形为正弦半波，即半周期为正弦波，另外半周期为零，输出电压平均值恒定。
d)各物理量基本数量关系（感性负载）Ⅰ.输出直流电压平均值U dU d=1π2παsinwtd(wt)=0.9U21+cosα2Ⅱ.负载电流平均值I d=U dR =0.45U2R1+cosα2Ⅲ.流过晶闸管的电流有效值I VTI VT=I VD=π−α2πI dⅣ.流过晶闸管的电流平均值I dVTI dVT=I dVD=π−α2πI dⅤ.变压器二次电流有效值I2I2=1πI d2d(ωt)π+αα=I d=2I VTⅥ.续流二极管电流有效值I VD RI VTR =απI dⅦ.续流二极管电流平均值I dVT RI dVTR =απI d3.实验目标：a)实现控制触发脉冲与晶闸管同步；b)观测单相半控桥在纯阻性负载时的移相控制特点，测量最大移相范围及输入-输出特性；c)观测单相半控桥在阻-感性负载时的输出状态，制造失控现象并讨论解决方案。
二、实验条件1.主要设备仪器a)电力电子及电气传动教学实验台i.型号MCL-Ⅲ型ii.生产厂商浙江大学求是公司b)Tektronix示波器i.型号TDS2012ii.主要参数带宽:100MHz最高采样频率：1GS/sc)数字万用表i.型号GDM-81452.小组人员分工u 2abVT1VT2VD2VD4Ru da)实验主要操作人辅助操作人电流表监控影像记录数据记录b)报告实验基本内容描述实验图片整理实验图片处理实验条件阐述实验过程叙述数据处理电路仿真讨论思考题讨论结果整理实验综合评估报告整合排版三、实验原理1.阻性负载如图所示为带阻性负载时单相桥式半控整流电路。
单相半控桥式整流电路设计.
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。
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。
整流电路的应用十分广泛。
广泛的应用于直流电动机、电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源灯。
本设计研究了单相半控桥式整流电路，对整流电路的原理及特点进行了分析，对整流元件进行了参数计算并选择出了合适的器件。
本设计选择KJ004集成触发器做为晶闸管的触发电路，详细的介绍了KJ004的工作原理。
本设计还设计了合理的保护电路。
最后利用simulink搭建仿真模型。
关键词：半控整流，驱动电路，保护电路，simulink仿真单相半控桥式整流电路设计1 主电路的设计1.1设计目的(1)、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。
(2)、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。
(3)、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。
1.2整流电路的选择整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，整流电路是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。
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。
单相桥式半控整流电路的设计
2.2主要元器件的选择
1)晶闸管的选取
图2晶闸管的结构及符号
晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。
晶闸管是具有三个PN结的四层结构, 其结构及符号如图2所示。由于单相桥式半控整流带电感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。
单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在10uf以下，所以触发脉冲的宽度必须在10uf以上。但是，若C值太大，由于充电时间常数（RP+R）C的最小值决定于最小控制角，则（RP+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。一般规定，晶闸管的不触发电压为0.15~0.3V，所以上述电压不应大于这个数值。
3）晶闸管 提取路径：Simulink\SimpowerSystem\Power Electronics\Thyristor
（3）随着发射极电流ie不断上升，Ve不断下降，降到V点后，Ve不在降了，这点V称为谷点，与其对应的发射极电压和电流，称为谷点电压，Vv和谷点电流Iv。
（4）过了V点后，发射极与第一基极间半导体内的载流子达到了饱和状态，所以uc继续增加时，ie便缓慢地上升，显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压，如果Ve＜Vv，管子重新截止。
单相半控桥式晶闸管整流电路设计
单相半控桥式晶闸管整流电路设计
首先，我们需要选取合适的晶闸管。
选择晶闸管时，需要考虑电流、
电压和功率的要求，以确保晶闸管能够正常工作并满足应用需求。
第二步是设计电流限制电路。
电流限制电路用于限制电流通过晶闸管
的大小，以防止晶闸管因过载而损坏。
一种常见的电流限制电路是采用电
流互感器，通过测量电流并输出反馈信号，以控制晶闸管的导通角度。
此外，还可以使用电流变压器或电阻器来实现电流限制。
接下来，我们需要设计控制电路。
控制电路用于控制晶闸管的导通角度，并确定晶闸管何时开启和关闭。
常用的控制电路包括脉冲宽度调制（PWM）控制和零点检测控制。
在PWM控制中，通过调制输入信号的脉冲
宽度来控制晶闸管的导通角度。
而零点检测控制则是通过检测电压波形的
零点来判断晶闸管的开启和关闭时机。
此外，为了确保整流电路的稳定性和安全性，还需要添加电容滤波电
路和过压保护电路。
电容滤波电路用于平滑输出电压，减少电压波动；而
过压保护电路则用于防止电压超出设定范围，保护电路和设备。
最后，根据设计的电路参数和需求进行计算和选取其他元器件，如电阻、电感、二极管等。
通过计算和仿真，验证电路的性能和稳定性，确保
整流电路能够正常工作。
总结起来，设计单相半控桥式晶闸管整流电路需要考虑晶闸管的选取、电流限制电路、控制电路、电容滤波电路和过压保护电路等因素。
通过综
合考虑这些因素，并进行计算和仿真，可以设计出一个性能稳定的单相半
控桥式晶闸管整流电路。
单相半控桥式晶闸管整流电路的设计(阻感负载)
单相半控桥式晶闸管整流电路的设计(阻感负载)概述本文将介绍单相半控桥式晶闸管整流电路的设计，该电路适用于阻感负载。
晶闸管无法正常导通，需要外部触发信号时，使用RC触发电路。
设计的目的是通过阻感负载实现电能的稳定输出。
晶闸管选择在设计单相半控桥式晶闸管整流电路时，需要选购合适的晶闸管。
常用的有BTA08-600、BTA12-600B和BTA16-600BW。
在选购时，需要考虑晶闸管的额定电压和额定电流。
同时还需注意晶闸管的触发电流和停止电流。
桥式整流电路的设计桥式整流电路主要由4只晶闸管和4只二极管组成。
需要注意的是，二极管的极性应与晶闸管的导通方向相反。
桥式整流电路的原理是，晶闸管V1和V2分别控制输出电源的正半周期，而V3和V4则控制负半周期。
整个电路的输出电压可以通过改变晶闸管的导通角度来控制。
控制角度越大，输出电压就越高。
阻感负载的设计在实际应用中，常使用阻感负载来实现负载的稳定输出。
阻感的本质是将电流稳定地输出到负载上，有效地抑制了电路中的尖峰和电压陡峭上升。
具体设计时，需要考虑阻感的额定电流和电感值。
在设计的过程中，还需注意负载的功率和输出电压的稳定性。
RC触发电路的设计由于晶闸管无法正常导通，需要外部触发信号时，我们需要使用RC触发电路。
常见的RC触发电路有正弦波触发和方波触发两种。
在实际设计中，需要根据具体的应用场景来选择合适的触发电路。
总结本文介绍了单相半控桥式晶闸管整流电路的设计方法，包含了晶闸管和阻感负载的选择、桥式整流电路的设计、阻感负载的设计以及RC触发电路的设计等内容。
希望对读者在实际应用中提供参考。
课程设计--------单相半控桥式晶闸管整流电路设计(阻感负载)
中北大学课程设计说明书学生姓名：夏志广学号：0809014245学院：信息与通信工程学院专业：自动化题目：单相半控桥式晶闸管整流电路设计（阻感负载）指导教师：方炜职称: 讲师2011年 1 月 10 日中北大学课程设计任务书10/11 学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：夏志广学号：0809014245 课程设计题目：单相半控桥式晶闸管整流电路设计（阻感负载）起迄日期：1月10 日～1月14 日课程设计地点：电气工程系实验中心指导教师：方炜系主任：王忠庆下达任务书日期: 2011年 1 月 9日课程设计任务书课程设计任务书一、工作原理1、单相半控桥式晶闸管可控整流电路（阻感负载）（无续流二极管）图1-1 阻感性负载（无续流二极管）的主电路正半波，在tω=∂时触发,VT1假设负载电流因电感足够大而平直，当电源u2后VT1、VT2导通，电流通路为A- VT1-L-R- VT2-B,电流由电源提供；当tω=π后，经零变负，但由于电感电势的作用，电流仍将继续，电感通过R-VD1-VT1电源电压u2回路放电。
在tω=π处，二极管VD2电流给VD1，电流i VD2及i2终止，在tω=π～（π+∂）区间电流由电感释放电能提供。
当tω=（π+∂）时触发VT2导通，由于VT2的导通才能使VT1承受反压而关断，其后的工作过程与前半周类似。
由此可见，VT1触发导通后，需VT2的触发导通才能关断。
因此流过晶闸管的电流在一个周期内各占一半，其换流时刻由门极触发脉冲决定；而二极管VD1、VD2的导通与关断仅由电源电压的正负半波决定，在tω=nπ(n为正整数)处换流，所以单相半控桥式整流电路电感负载时各元件导通角均为1800，电源在∂区间内停止对负载供电。
半控桥式整流电路中的整流二极管VD1、VD2本身兼有续流二极管的作用，因此电路中不需另加续流二极管。
但如果在工作中出现异常，比如VT2的触发脉冲消失，则VT1由于电感续流作用将不能关断，等到下一个正半波到来时，VT1无需触发仍继续导通，结果是：一只晶闸管与两只二极管之间轮流导电，其输出电压失去控制，这种情况称之为“失控”。
单相半控桥式晶闸管整流电路设计(反电势、电阻)
电力电子技术课程设计单相半控桥式晶闸管整流电路设计（反电势、电阻）班级：学号：姓名：一、设计目的1、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来；2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力；二、设计任务1、通过查阅参考资料完成单相半控桥式晶闸管整流电路的设计任务；2、绘制电气控制原理图，包括主电路图及触发电路图(或驱动电路图)，正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单；1.设计的主要参数及要求：设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围30º~150º4、负载为反电势、电阻负载2.电路元件的选择（1）整流元件的选择由于单相桥式半控反电动势、电阻负载电路主要器件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。
晶闸管的结构晶闸管是大功率的半导体器件，从总体结构上看，可区分为管芯及散热器两大部分，分别如图所示a）螺栓型 b）平板型 c）电气符号图晶闸管管芯及电路符号表示晶闸管管芯的内部结构如图所示，是一个四层（P1—N1—P2—N2）三端（A、K、G）的功率半导体器件。
它是在N型的硅基片（N1）的两边扩散Ｐ型半导体杂质层（P1、P 2），形成了两个PN结J1、J2。
再在P2层内扩散Ｎ型半导体杂质层N2又形成另一个PN结J3。
然后在相应位置放置钼片作电极，引出阳极A，阴极K及门极G，形成了一个四层三端的大功率电子元件。
这个四层半导体器件由于三个PN结的存在，决定了它的可控导通特性。
晶闸管的工作原理通过理论分析和实验验证表明：1）只有当晶闸管同时承受正向阳极电压和正向门极电压时晶闸管才能导通，两者不可缺一。
2）晶闸管一旦导通后门极将失去控制作用，门极电压对管子随后的导通或关断均不起作用，故使晶闸管导通的门极电压不必是一个持续的直流电压，只要是一个具有一定宽度的正向脉冲电压即可，脉冲的宽度与晶闸管的开通特性及负载性质有关。
单相半控桥式整流电路的设计
单相半控桥式整流电路的设计
单相半控桥式整流电路是一种常见的电源电路，可以将交流电转换为直流电，适用于
各种电力电子设备和工业自动化控制系统。
设计该电路需要考虑以下几个方面：
1. 选择适当的元器件
适当的元器件是设计电路的核心，其中包括变压器、整流器、滤波器、SCR等。
设计
应根据电路的需求合理选择元器件，保证电路能够正常工作。
选择元器件时还需要考虑到
元器件的效率、可靠性、寿命等因素。
2. 计算电路参数
电路参数是设计电路的关键，包括电压、电流、功率、电阻等。
计算电路参数应该根
据具体需求，如输出电压、负载电流等来确定，以保证电路的稳定性和性能。
3. 设计电路图
在确定好元器件和电路参数后，应该画出详细的电路图，包括各个元器件的连接方式
和电路参数，以便后续电路的搭建和测试。
4. 制作和测试电路板
将电路图转化为实际电路需要搭建电路板，制作电路板时需要注意线路的连接和焊接
质量，以保证电路的可靠性和稳定性。
在制作完成后，应该进行电路板的测试，以发现和
修复潜在的问题。
总之，单相半控桥式整流电路设计需要综合考虑元器件选择、电路参数、电路图设计、电路板制作和测试等多个方面，以保证电路的稳定性和性能。
单相桥式半控整流定稿版
单相桥式半控整流HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】目录摘要 (2)1.设计任务和要求 (3)1.1设计任务 (3)1.2设计要求 (3)2.单相桥式半控整流电路的设计 (3)2.1设计方案 (3)2.2主电路的原理与设计 (4)2.3驱动电路的原理与设计 (5)2.3.1单节晶体管的简单介绍 (5)2.3.2触发电路的设计 (6)2.4元器件的选取及相关参数计算 (9)2.4.1晶闸管介绍 (9)2.4.2晶闸管相关参数计算 (10)2.4.3变压器的选取 (13)2.5电力电子器件的保护 (13)2.5.1晶闸管过电流保护 (13)2.5.2晶闸管过电压保护 (15)2.6总电路原理图及工作原理 (15)3.Matlab建模与仿真 (16)心得体会 (18)参考文献 (19)摘要就是把交流电能转换成直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、驱动电路、整流主电路、保护电路等组成。
它在直流电机调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流电路和晶闸管组成。
而变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可以减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类很多，主要有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
本课程设计为单相桥式半控整流电路。
关键字：整流驱动过电压保护变压单相桥式半控整流电路1.设计任务和要求1.1设计任务单相桥式半控整流电路的技术要求：设计一单相桥式半控整流电路，对RL负载供电，其中R=10Ω，L=20mH；要求直流输出电压在0～180伏连续可调。
1.2设计要求1)方案设计2)完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择3)触发电路的设计4)绘制系统电路图5)利用matlab仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，对结果进行分析6)撰写设计说明书2.单相桥式半控整流电路的设计2.1设计方案在单相桥式全控整流电路中，每一个导电回路中都有两个晶闸管，即利用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路。
单相桥式半控整流电路(阻感性负载不带续流二极管)(精)
单相桥式半控整流电路电路选择在 MATLAB 软件中搭建实验模拟电路,在模拟电路中仿真并且观察各数据的波形。
元件可以从 MATLAB 软件的 Simulink 和 Power System元件库中的找到有关元件。
一、单相桥式半控整流电路原理图及原理单相桥式半控整流电路原理图如下:L u2二、单相桥式半控整流电路工作原理1、若是感性负载,当 u2在正半周时,在ωt =α处给晶闸管 VT1加触发脉冲, VT1导通后,电流从 u2正端→ VT1→ L → R → VD4→ u2负端向负载供电。
u2过零变负时,因电感 L 的作用使电流连续, VT1继续导通。
但 a 点电位低于 b 点,使电流从 VD4转移至 VD2, VD4关断,电流不再流经变压器二次绕组,而是经 VT1和VD2续流,则 ud=0。
2、在 u2负半周ωt =π+α时刻触发 VT3使其导通,则向 VT1加反压使之关断, u2经VT3→ L → R → VD2→ u2端向负载供电。
u2过零变正时, VD4导通, VD2关断。
VT3和 VD4续流, ud 又为零。
此后重复以上过程。
三、单相桥式半控整流电路仿真电路建模在 MATAB 软件中建立的单相桥式半控整流电路的仿真图图 1 单相桥式半控整流电路原理图图 2 单相桥式半控整流电路建摸图四、仿真电路中各参数的设置1、晶闸管的参数设置图 3 晶闸管的参数2、交流电源参数的设置图 4 交流电源的参数 3、晶闸管触发脉冲的参数设置图 5 第一个脉冲的参数设置图 6 第二个脉冲的参数设置 4、二极管的参数设置图 7 二极管的参数5、阻感负载的参数设置图 8 负载参数设置五、仿真波形由于电路中需要测量的参数比较多 , 因此在仿真电路中使用了两个示波器 , 这样观察波形更方便 , 也更清晰 .这次防真中选取了四个触发角来观察波形 , 分别为 20度 ,60度 ,80度和 150度 , 以下是防真中的波形 ,每两图是一组波形 .图 9 触发角为 20度 (示波器 1图 10 触发角为 20 度(示波器 2 图 11 触发角为 60 度(示波器 1图 12 触发角为 60 度(示波器 2 图 13 触发角为 80 度(示波器 1图 14 触发角为 80 度(示波器 2 图 15 触发角为 150 度(示波器 1图 16 触发角为 150 度(示波器 2 六、结论结合以上波形图，我们可以分析出单相桥式半控整流电路具有以下的特点： 1、电感在电路中具有续流作用； 2、晶闸管在触发时换流，二极管则在电源过零时刻换流； 3、尽管电路具有续流作用，但还应该加续流二极管。
实验二单相桥式半控整流电路实验
实验二单相桥式半控整流电路实验四．实验方法1．在实验箱没有接通电源时，将插板JMCL-36-05插入实验箱的插板区，按图2-1将所有线连接上，并检查线连接是否正确，并且将触发电路的G1、K1及G3、K3接至主电路可控硅的G1、K1及G3、K3。
给定部分的RP 逆时针调到底，开关拨至正给定，，然后接通电源，调节RP1和RP2使触发角达到实验一中的初始位置。
2．单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载 调节给定电位器RP ，使α=90°，（调节方法可以直接在主电路中调整触发角，示波器I 通道接U UV 作为参考波形，示波器探头II 接负载1端，可以调节触发角）测取此时整流电路的输出电压（灯泡负载两端）U d =f （t ），输出电流i d =f （t ）（接电阻测量）以及晶闸管端电压U VT =f （t ）波形，并测定交流输入电压U 2、整流输出电压U d ，验证2cos 19.02α+=U U dUd与Id------------------------------------------------------------------------------------------------------Uvt 单独的图如下-------------------------------------------------------------------------------------分别测取α=60°，α=30°时的U d、i d、U vt波形。
当α=60°时，UdId的图如下-------------------------------------------------------------------------Uvt单独的图如下-------------------------------------------------------------------------------------当α=30°时，UdId的图如下-------------------------------------------------------------------------Uvt单独的图如下-------------------------------------------------------------------------------------3．单相桥式半控整流电路供电给电机负载将主电路两端接至灯泡两端的线断开，接至直流电机两端。
单相半控桥式晶闸管整流电路的设计
电力电子技术课程设计说明书单相半波桥式晶闸管整流电路的设计摘要单相半波桥式晶闸管整流电路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。
整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀，电解电源，同步发电机励磁，通信系统等。
单相半波桥式晶闸管整流电路的特点简单，它比二极管整流的优点表现在可以通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压的大小，而二级管电流输出的电压指示固定不变的，它比其他整流电路的优点是电路结构简单，分析简便，而且电路中只有两个晶闸管，其控制电路相对简单。
输出的波形也简单，一目了然。
缺点是输出脉动大，变压器二次电流中含有直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。
为使变压器铁芯不饱和，需要增加贴心面积，增大设备的容量。
关键词：整流电路；晶闸管；变压器目录第1章绪论 (1)第2章总体方案设计 (2)2.1 系统总体框图 (2)2.2 主电路结构及其工作原理 (2)2.3 参数计算 (3)2.4 驱动电路方案 (3)2.5 驱动电路设计 (4)第3章仿真设计 (7)3.1 Matlab软件介绍 (7)3.2 仿真模型设计 (7)3.3 仿真参数设计 (8)3.3.1 脉冲发生器的设置 (8)3.3.2 电源参数设置 (9)3.3.3 晶闸管参数设置 (9)3.3.4 显示器参数设置 (10)3.3.5 二极管参数设置 (10)3.3.6 负载参数设置 (11)3.3.7仿真系统参数设置 (11)3.4 仿真波形 (12)3.5 仿真波形分析 (12)参考文献 (13)致谢 (14)第1章绪论电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。
本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。
能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。
它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。
实验七 单相桥式半控整流电路实验
注
TKDD-1 电源控制屏 DK03 晶闸管主电路 DK05 晶闸管触发电路 DK08 给定及实验器件 DQ27 三相可调电阻 双踪示波器 万用表
重庆科创职业学院电力电子实验室 黄琴制作
电力电子技术
单相桥式半控整流电路实验
三、注意事项
(1) 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号， 但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两 个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的 两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气 短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中 一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路 的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同 时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个 信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接 至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到 两个信号，而不发生意外。
电力电子技术
单相桥式半控整流电路实验
七、实验方法
(3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载： 按原理图3-7接线，主电路接可调电阻R， 将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动” 按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管 两端电压UVT和整流二极管两端电压UVD1 的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的 移相控制电位器RP2，观察并记录在不同α 角时Ud、UVT、UVD1的波形，测量相应电 源电压U2和负载电压Ud的数值，记录于下 表中。
18:50
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单相桥式半控整流电路实验
二、实验所需挂件及附件
序 号 1 2 3 4 5 6 7 型 号 备 UAB VT1、VT3、700mH TCA785集成触发电路 该挂件包含“二极管”以及“开关” 等 几个模块。 450Ω YB4328 DT9205
单相桥式半控整流电路仿(阻感,续流二极管,)
电力电子技术实验报告实验名称：单相桥式半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. 单相桥式半控整流电路(阻-感性负载) ....................................... 错误！未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理 (1)2. 建模 (1)3. 仿真结果与分析 (4)4. 小结 (6)二. 单相桥式半控整流电路(带续流二极管) ..................................... 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. 单相桥式半控整流电路(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。
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郑州工业应用技术学院
课程设计任务书
题目单相半控桥式晶闸管整流电路的设计
专业、班级学号姓名
主要内容、基本要求、主要参考资料等：
一、主要内容
（1）电源电压：交流220V/50Hz
（2）输出电压范围：20V-50V
（3）最大输出电流：10A
（4）电源效率不低于70%
二、基本要求
1、主要技术指标
（1）具有过流保护功能，动作电流为12A；
（2）具有稳压功能。
2、设计要求
（1）合理选择晶闸管型号；
（2）完成电路理论设计、绘制电路图、电路图典型波形并进行模拟仿真。
二、主要参考资料
[1] 王兆安，黄俊，电力电子技术（第4版）[M]，北京：机械工业出版社，2000.
[2] 王兆安，张明勋，电力电子设备设计和应用手册（第2版）[M]，北京：机械工业出版社，2005.
[4] 康华光，陈大钦，电子技术基础-模拟部分（第5版）[M]，北京：高等教育出版社，2005.
[4] 陈治明，电力电子器件基础[M]，北京：机械工业出版社，2005.
[5] 吴丙申，模拟电路基础[M]，北京：北京理工大学出版社，2007.
[6] 马建国，孟宪元，电力设计自动化技术基础[M]，北京：清华大学出版社，2004.
完成期限：
指导教师签名：
课程负责人签名：
年月日
1.设计的基本要求
1.1 设计的主要参数及要求：
设计要求： 1、电源电压：交流220V/50Hz
2、输出电压范围：20V-50V
3、最大输出电流：10A
4、具有过流保护功能，动作电流：12A
5、具有稳压功能
6、电源效率不低于70%
1.2 设计的主要功能
单相桥式半控整流电路的工作特点是晶闸管触发导通，而整流二极管在阳极电压高于阴极电压时自然导通。
单相桥式整流电路在感性负载电流连续时，当相控角α<90°时，可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流；在α>90°时，可实现将直流电返送至交流电网的有源逆变。
在有源逆变状态工作时，相控角不应过大，以确保不发生换相（换流）失败事故。
2.总体系统的设计
2.1 主电路方案论证
方案1：单相半控桥式整流电路（含续流二极管）
单相桥式半控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少等优点，而且不会导致失控显现，续流期间导电回路中只有一个管压降，少了一个管压降，有利于降低损耗。
方案2：单相半控桥式整流二极管（不含续流二极管）
不含续流二极管的电路具有自续流能力，但一旦出现异常，会导致：一只晶闸管与两只二极管之间轮流导电，其输出电压失去控制，这种情况称之为“失控”。
失控时的的输出电压相当于单相半波不可控整流时的电压波形。
在失控情况下工作的晶闸管由于连续导通很容易因过载而损坏。
因为半导体本身具有续流作用，半控电路只能将交流电能转变为直流电能，而直流电能不能返回到交流电能中去，即能量只能单方向传递。
经过比较本设计选择方案一含续流二极管的单相半控桥式整流电路能更好的达到设计要求。
2.2 主电路结构及其工作原理
单相桥式半控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少等优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。
其使用的电路图如下图2.1所示。
图2.1 主体电路结构原理图
在交流输入电压u2的正半周（a端为正）时，Th1和D1承受正向电压。
这时如对晶闸管Th1引入触发信号，则Th1和D1导通电流的通路为u2+→Th1→R→D1→u2-。
这时Th2和D1都因承受反向电压而截至。
同样，在电压u2的负半周时，Th2和D2承受正向电压。
这时，如对晶闸管Th2引入触发信号，则Th2和D2导通，电流的通路为：u2-→Th2→R→D2→u2+。
这时Th1和D1处于截至状态。
显然，与单相半波整流相比较，桥式整流电路的输出电压的平均值要大一倍，即
输出电压的平均值：
输出电流的平均值：
2.3 参数计算
输出电压平均值：
U
d =0.9U2
2
cos
1α
+
输出电流平均值：
d
I= U d/R a)流过晶闸管电流有效值：
I VT = d I /2
波形系数：
K f = I VT /d I =2/2
交流侧相电流的有效值:
I 2=π
α
π-·I d
续流管电流有效值：
I VD =
π
α
·I d A
5.257
.157.12
2Im 22Im Im
2
sin Im 1
2
Im )sin (Im 1
I 0
2==
∴==
==
=
==⎰
⎰d f T d f T f d I K I I K I K t td I t d t πππ
ωωπ
ωωπ
π
π
令0=∂0时，U 2=220V,P 出=50V ×10A=500W 。
U d =0.9U 2(1+∂cos )/2=198V I d =P 出/U d =10.8A ， K f =I VT / I d =2/2=0.707，
晶闸管的额定电流为：I T = K f I d /1.57=2.5A,取2倍电流安全储备，并考虑晶闸管元件额定电流系列取5A 。
晶闸管元件额定电压2U 2=2100=141.4V ，取2～3倍电压安全储备，并考虑晶闸管额定电压系列取300V 。
令π=∂时，
I VT =π∂
I d =I d =10.8A 时，。