单相晶闸管交流调压电路
单相交流调压电路实验总结
单相交流调压电路实验总结1. 实验目的本实验旨在通过搭建单相交流调压电路，研究和了解调压原理，探究电压调节器的工作原理，掌握电压调节器的设计和使用方法。
2. 实验原理单相交流调压电路是一种能够将输入的交流电源电压调节到特定输出电压的电路。
通过调整器件的导通角度来改变直流电压的大小，从而实现对交流电源进行调节。
常见的调压器有可控硅调压器和晶闸管调压器。
本实验以晶闸管调压器为例，其主要由变压器、调压变压器、晶闸管、负载等组成。
通过改变触发信号的时刻，来控制晶闸管的导通和截断，从而改变输出电压的大小。
3. 实验步骤与结果3.1 实验步骤1.搭建单相交流调压电路，连接变压器、调压变压器、晶闸管和负载。
2.接通电源，调节输出电压调节器的电位器，观察输出电压的变化。
3.改变触发信号的时刻，观察输出电压的变化。
3.2 实验结果根据实验步骤进行实验后，观察到输出电压随着调节器电位器的调节而改变，同时观察到改变触发信号的时刻会对输出电压产生影响。
4. 重要观点与关键发现•晶闸管调压电路可以实现对交流电源电压的调节。
•调压电路主要由变压器、调压变压器、晶闸管和负载等组成。
•通过改变导通角度来控制晶闸管的导通和截断，从而调节输出电压的大小。
•输出电压的大小和触发信号的时刻密切相关。
5. 进一步思考1.通过实验可以发现，调压电路可以实现对交流电源电压的调节。
然而，在实际应用中，还需要考虑电流、功率等因素。
如何在保证电压稳定的前提下，实现对电流和功率的控制，是一个值得研究的问题。
2.实验中使用的是晶闸管调压器，还有其他类型的调压器，如可控硅调压器等。
不同类型的调压器具有不同的特点和适用范围，可以进行更深入的研究和比较。
3.在实验过程中，可能会遇到一些问题，如晶闸管发热、功率损耗等。
如何在设计和使用调压器时解决这些问题，可以进行进一步的探索和优化。
4.在实际应用中，调压器多用于电力系统中，如电网调压、高压输电线路调压等。
如何在复杂的电网环境下实现稳定的调压效果，是一个具有挑战性的问题，值得深入研究。
单相交流调压电路实验
实验一 单相交流调压电路实验一．实验目的：1．加深理解单相交流调压电路的工作原理；2．加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。
二．实验内容：1．单相调压电路带电阻性负载实验；2．单相交流调压电路带电阻电感性负载实验。
三．实验过程：1、电阻性负载实验：按图1-1接好线路（蓝色为电源电压波形，黄色为负载电压波形，红色为负载电流波形）晶闸管脉冲触发角度： 绘制波形：结论： 2、带电阻电感性负载实验：按图1-2接好线路分别取脉冲触发角大于，等于和小于功率因数角φ三种情况。
当选R1和L 时，φ=48o 当选R2和L 时，φ=20o 当选R3和L 时，φ=18o图1-1图1-2绘制波形：结论：实验二功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法；2．掌握MOSFET对驱动电路的要求；3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法。
二．实验内容：1．MOSFET静态特性及主要参数测试：=GS（th）跨导gm=绘制转移特性曲线（2=on绘制输出特征曲线2．驱动电路研究：(1)快速光耦输入、输出延时时间测试；波形记录:延迟时间(2)驱动电路的输入、输出延时时间的测试; 波形记录:延迟时间3．动态特性测试：（1）电阻负载MOSFET开关特性测试；波形记录:开关时间:（2）电阻、电感负载MOSFET开关特性测试；波形记录:开关时间:（3）RCD缓冲电路对MOSFET开关特性的影响测试；波形记录:开关时间:（4）栅极反压电路对MOSFET开关特性的影响测试；波形记录:开关时间:（5）不同栅极电阻对MOSFET开关特性的影响测试。
波形记录:开关时间:实验三绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉IGBT主要参数的测量方法；2．掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。
二．实验内容：1．MOSFET静态特性及主要参数测量：（1）开启阀值电压V ge（th）测量；=ge（th跨导gm=（3）导通电阻R on的测量。
单相斩控式交流调压电路设计
单相斩控式交流调压电路设计概述单相斩控式交流调压电路的设计用于对交流电源进行调压控制，使输出电压能够稳定在需求范围内。
本文将对该调压电路的设计原理、电路构成、工作原理以及参数选取等进行全面详细的探讨。
设计原理单相斩控式交流调压电路的设计原理基于斩波调压技术，通过控制晶闸管的导通时间来改变输出电压的大小。
其基本思想是在每个交流周期的一定时刻截止半导体器件的导通，从而将源电压锯齿状的波形转换为脉宽调制形式，通过改变脉宽来调节输出电压。
电路构成单相斩控式交流调压电路主要由以下几个部分构成：输入滤波电路输入滤波电路主要用于对输入电压进行平滑滤波，降低谐波成分，获得稳定的直流电压。
常用的输入滤波电路包括电容滤波电路和电感滤波电路。
斩波电路斩波电路是单相斩控式交流调压电路的核心部分，用于将交流电压转换为可调的脉冲电压。
斩波电路一般由晶闸管、二极管以及继电器等组成。
控制电路控制电路用于生成脉宽调制信号，对晶闸管的导通时间进行控制，从而实现输出电压的调节。
一般采用微处理器或者模拟控制电路来生成控制信号。
输出滤波电路输出滤波电路主要用于对输出脉冲进行滤波平滑，得到稳定的直流输出电压。
常用的输出滤波电路包括电感滤波电路和电容滤波电路。
工作原理单相斩控式交流调压电路的工作原理如下：1.输入电压经过输入滤波电路进行滤波后，进入斩波电路。
2.斩波电路将交流电压转换为可调的脉冲电压，通过控制电路的控制信号对晶闸管进行导通和截止控制，改变输出脉冲的脉宽。
3.输出脉冲经过输出滤波电路进行滤波平滑后，得到稳定的直流输出电压。
参数选取在设计单相斩控式交流调压电路时，需要选取合适的参数来保证电路的稳定性和性能。
主要包括以下几个方面：输入电压范围根据实际应用情况选择合适的输入电压范围，通常是根据供电网络的标准电压范围来确定。
输出电压范围根据需求确定输出电压的范围，确保设计的电路可以满足实际需求。
控制信号频率控制信号频率越高，调压速度越快，但也会增加电路的复杂度和功耗。
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路通过电子器件（如二极管、晶闸管）的导通和截止控制，改变电源所提供的交流电压的大小，以实现对负载端的电压调节。
具体工作原理如下：
1. 整流：交流调压电路首先将交流电源的电压通过二极管桥等电路改变为半波或全波的单向脉动直流信号。
当交流电压为正向时，二极管处于导通状态，电流经过；当交流电压为反向时，二极管处于截止状态，电流不通过。
2. 滤波：由于整流后的脉动直流信号仍然含有较大的纹波，因此需要通过电容器等滤波元件，去除纹波成分，使直流电压更为稳定。
3. 调压：在滤波后得到的稳定直流电压基础上，通过调节电子器件（如可控硅）的导通时间，改变电路中电流的流动，进而改变负载端的电压大小。
例如，当电子器件导通时间较长时，电路中电流流过的时间增加，负载端的电压也会增加。
4. 反馈控制：为了实现在不同负载下仍能维持稳定的输出电压，通常需要设置反馈控制回路。
该回路根据负载端的电压变化，自动调整电子器件的导通时间，使得输出电压稳定在设定值。
单相交流调压电路工作原理的关键是通过整流、滤波、调压和反馈控制等环节实现对交流电压的调节和稳定输出。
这样可以满足不同负载的电压需求，应用于各种电力电子设备和电路中。
单相交流调功电路正文
1概括1.1 晶闸管沟通调功器沟通调功器：是一种以晶闸管为基础，以智能数字控制电路为中心的电源功率控制电器，简称晶闸管调功器，又称可控硅调功器，可控硅调整器，可控硅调压器，晶闸管调整器，晶闸管调压器，电力调整器，电力调压器，功率控制器。
拥有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多长处。
1.2沟通调压与调功沟通调功电路的主电路和沟通调压电路的形式基真同样，不过控制的方式不一样，它不是采纳移相控制而采纳通断控制方式。
沟通调压是在沟通电源的半个周期内作移相控制，沟通调功是以沟通电的周期为单位控制晶闸管的通断 , 即负载与沟通电源接通几个周波，再断开几个周波，经过改变接通周波数和断开周波数的比值来调理负载所耗费的均匀功率。
如图3-21所示，这类电路常用于电炉的温度控制，因为像电炉这样的控制对象，其时间常数常常很大，没有必需对沟通电源的各个周期进行屡次的控制。
只要大概以周波数为单位控制负载所耗费的均匀功率，故称之为沟通调功电路。
1.3过零触发和移相触发过零触发是在设准时间间隔内，改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。
过零触发的主要弊端是当通断比太小时会出现低频扰乱，当电网容量不够大时会出现照明闪耀、电表指针颤动等现象，往常只合用于热惯性较大的电热负载。
移相触发是初期触发可控硅的触发器。
它是经过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频次，实质改变控制可控硅的触发角。
初期可控但是依赖这样改变阻容移相线路来控制。
所为移相就是改变可控硅的触发角大小，也叫改变可控硅的初相角。
故称移相触发线路。
2系统整体方案2.1 沟通调功电路工作原理单相沟通调功电路方框图如图所示。
LOADA1BCR脉宽可调矩形TLC336波信号发生器ug A2图沟通调功电路的主电路和沟通调压电路的形式基真同样，不过控制的方式不一样，它不是采纳移相控制而采纳通断控制方式。
沟通调压是在沟通电源的半个周期内作移相控制，沟通调功是以沟通电的周期为单位控制晶闸管的通断 , 即负载与沟通电源接通几个周波，再断开几个周波，经过改变接通周波数和断开周波数的比值来调理负载所耗费的均匀功率。
单相交流调压电路
项目一单相交流调压电路一、单相交流调压电路（电阻性负载）∙原理图单相交流调压电路，它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R串联组成的电路，如图1-1。
如图1-1∙工作原理.以反并联电路为例进行分析，正半周a时刻触发VT1管，负半周a时刻触发VT2管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波∙建立模型仿真根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
如图1-2仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3第一个脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比20%，时相延迟30/180*0.01如图1-4第二个脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比20%，时相延迟30/180*0.01+0.01如图1-4图1-4图1-5 电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-6图1-6 晶闸管参数，如图1-7（4）仿真参数设置设置触发脉冲α分别为30°、60、90、120°。
与其产生的相应波形分别如图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
在波形图中第一列波为晶闸管电流波形，第二列波为晶闸管电压波形，第三列波为负载电流波形，第四列波为负载电压波形图1-8图1-9图1-10（4）小结在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管Ug1承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流Id，负载上有输出电压和电流。
在ωt=π时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为0。
在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管Ug2承受正向电压，在wt=a+180度处触发晶闸管Ug2，Ug2导通，而Ug1受反向电压，晶闸管不导通直到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发Ug1晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。
单相交流调压移相触发电路
单相交流调压移相触发电路
关于单相交流调压移相触发电路介绍如下：
单相交流调压移相触发电路是一种用于调节交流电压的电路，通常由控制电路、检测电路和输出电路组成。
其工作原理是通过控制电路调节触发角的大小，进而改变输出电压的幅值和相位，以达到调节交流电压的目的。
在单相交流调压移相触发电路中，通常采用晶闸管作为开关器件。
当触发角较小时，晶闸管导通的时间较短，输出电压的幅值较低；而当触发角较大时，晶闸管导通的时间较长，输出电压的幅值较高。
通过调节触发角的大小，可以实现对输出电压的幅值和相位进行调节。
此外，单相交流调压移相触发电路还具有以下特点：
1. 调节范围广：通过调节触发角的大小，可以实现对输出电压的幅值和相位进行大幅度调节，从而满足不同负载的需求。
2. 输出波形好：由于采用晶闸管作为开关器件，输出的波形较为平滑，可以减小对负载的冲击。
3. 响应速度快：由于晶闸管的开关速度较快，因此单相交流调压移相触发电路的响应速度也较快，可以快速地调节输出电压。
4. 可靠性高：由于晶闸管具有较高的耐压和电流容量，因此单相交流调压移相触发电路的可靠性也较高。
总之，单相交流调压移相触发电路是一种功能强大、可靠性高的电路，在电力电子、电机控制等领域得到了广泛应用。
单相交流调压电路2000W--电力电子技术-课程设计论文
各部分电路的作用 (2)电路与变压器变比的设计参数计算2.8 设计总结1、按课程设计指导书提供的课题, 根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计, 方案的经济技术论证。
2、主电路设计。
3、通过计算选择整流器件的具体型号。
4、确定变压器变比及容量。
5、确定平波电抗器。
7、触发电路设计或选择。
第1章课程设计内容将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程, 凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。
对单相交流电的电压进行调节的电路。
用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。
与自耦变压器调压方法相比, 交流调压电路控制方便, 调节速度快, 装置的重量轻、体积小, 有色金属消耗也少。
结构原理简单。
该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的, 为一台电阻炉提供电源。
输入的电压为单相交流220V, 经电路变换后, 为连续可调的交流电。
2.2 各部分电路作用220V交流输入部分作用: 为电路提供电源, 主要是市电输入。
调压环节的作用: 将交流220V电源经过变压器、整流器等电路转换为连续可调的交流电输出。
触发电路部分作用: 为主电路提供触发信号。
输出连续可调的交流电源部分作用: 为电阻炉提供电源。
发电路与变压器变比的设计闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲, 保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。
晶闸管触发电路应满足下列要求:1) 触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通, 对感性和反电动势负载的变流器应采用宽脉冲或脉冲列触发, 对变流器的起动、双星形带平衡电抗器电路的触发脉冲应宽于30o, 三相全控桥式电路应采用宽于60o 或采用相隔60o 的双窄脉冲。
2) 触发脉冲应有足够的幅度, 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, 脉冲前沿的陡度也需增加, 一般需达1~2A/μs 。
3) 所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额, 且在门极伏安特性的可靠触发区域之内。
单相交流调压电路(阻感性负载)
1.单相交流调压电路（阻-感性负载）1.1单相交流调压电路电路结构（阻-感性负载）单相交流调压电路，它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R电感L串联组成主电路。
单相交流调压电路（阻-感性负载）电路图如图1所示。
图1.单相交流调压电路（阻-感性负载）电路图1.2单相交流调压电路工作原理（阻-感性负载）当电源电压U2在正半周时，晶闸管VT1承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT1没有导通，在α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT1导通，晶闸管VT2在电源电压是正半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT1关断。
当电源电压U2在负半周时，晶闸管VT2承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT2没有导通，在π+α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT2导通，晶闸管VT1在电源电压是负半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT2关断。
1.3单相交流调压电路仿真模型（阻-感性负载）单相交流调压电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2.单相交流调压电路（阻-感性负载）仿真电路图电源参数，频率50hz，电压100v，如图3图3.单相交流调压电路（阻-感性负载）电源参数VT1脉冲参数设置，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟α/360*0.02，如图4图4.单相交流调压电路（阻-感性负载）脉冲参数设置VT2脉冲参数设置，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（α+π）/360*0.02，如图5图5.单相交流调压电路（阻-感性负载）脉冲参数设置1.4单相交流调压电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
晶闸管单相交流调压及调功电路课程设计
目录绪论 (1)1 调压调功原理简介 (2)2 交流调压电路波形及相控特性分析 (3)带电阻性负载 (3)原理 (3)计算与分析 (3)带阻感性负载 (4)原理分析 (4)计算与分析 (5)α<φ的情形 (6)3 方案设计 (7)主电路的设计 (7)主电路图 (7)参数计算 (7)调功电路的设计 (8)触发电路的设计 (9)芯片介绍 (9)触发电路图 (10)保护电路的设计 (11)原理 (11)计算 (12)保护电路图 (13)4 电阻炉负载过零控制特性分析 (14)5 MATLAB仿真 (15)6.个人小结 (17)参考文献 (17)附录： (18)绪论交流-交流变流电路，即把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。
在进行交流-交流变流时，能够改变相关的电压（电流）、频率和相数等。
交流-交流变流电路能够分为直接方式（无中间直流环节方式）和间接方式（有中间直流环节方式）两种。
而间接方式能够看做交流-直流变换电路和直流-交流变换电路的组合，故人-交变流主要指直接方式。
其中，只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路，改变频率的电路称为变频电路。
采用相位控制的交流电力控制电路，即交流调压电路；采用通断控制的交流电力控制电路，即交流调功电路和交流无触点开关。
交流调压电路普遍用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软启动也用于异步电动机调速。
在电力系统中，这种电路还常常利用于对无功功率的持续调节。
另外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
在这些电源中若是采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，十分不合理。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以够了。
如此的电路体积小、本钱低、易于设计制造。
第五节 晶闸管单相可控调压电路
第五节晶闸管单相可控调压电路一、晶闸管的结构及其工作原理㈠晶闸管的结构常用的小功率晶闸管有螺旋式和塑封式两种，如图7-25（a）、（b）所示。
晶闸管内部是一个由硅半导体材料做成的管芯，由管芯引出三个极，称阳极A、阴极K和门极G(又称控制极)，它的图形符号如图7-25（c），文字符号为T 。
晶闸管管芯内部结构示意图如图7-26（a）、（b）所示。
由图7-26（a）看出，去掉与三个引出线(三个极)有关的金属导体后，余下的是接在一起的P、N、P、N四层半导体。
将图进一步简化，其内部结构示意图就变成图7-26（b）的形式。
由该图看出，四层半导体有J1、、J2、和J3、三个PN结，三个电极分别由其最外层的P层，N层和中间的P层引出。
所以晶闸管是一个四层三端半导体器件。
㈡晶闸管的工作原理普通二极管是一个双层(P，N)半导体，只有一个PN结。
当二极管接电源使其P层电位高于N层时，二极管导通，称为正向接法，或叫作加正向电压；反之，称为反向接法，或叫作加反向电压。
当晶闸管上加的电压使其阳极A的电位高于阴极K的电位时，称晶闸管承受正向阳极电压,由图7-26（b）看出，该极性电压虽然使晶闸管两端的PN结J1、、J3承受正向电压，但中间的PN结J2承受反向电压，所以晶闸管不能导通，称为晶闸管的正向阻断状态，也称关断状态；当晶闸管上加的电压使其阳极A的电位低于阴极K的电位时，称晶闸管承受反向阳极电压，该极性电压使晶闸管两端的PN结J1、和J3承受反向电压，虽然中间的PN结J2、承受正向电压，晶闸管也不能导通，称为反向阻断状态，也称关断状态。
以上是晶闸管门极不加任何电压的情况，由此得出结论：晶闸管的门极不加电压时，不论晶闸管阳极和阴极间加何种极性的电压，正常情况下的晶闸管都不导通，这点与普通二极管不同，此时晶闸管具有正，反向阻断能力。
晶闸管的阳极与阴极之间加正向阳极电压，同时在门极G与阴极K之间加电压使门极的电位高于阴极时，称门极承受正向门极电压，则有门极电流流入门极，如图7-27所示。
晶闸管单相交流调压与调功电路设计
晶闸管单相交流调压与调功电路设计晶闸管（thyristor）是一种常用的电子元件，可用于单相交流调压和调功电路的设计。
下面将详细介绍晶闸管单相交流调压与调功电路的设计过程。
一、晶闸管单相交流调压电路设计1.电路组成2.电路原理电路的原理是将交流电压输入到变压器的一侧，然后通过晶闸管控制电路的导通角度来改变输出电压。
3.电路设计步骤（1）选择合适的晶闸管和变压器，根据负载的要求确定需要的输出电压范围。
（2）根据输出电压范围选择合适的电阻和电容元件，用于过滤电路中的谐波。
（3）利用适当的控制电路来控制晶闸管的导通，以达到对输出电压的调节和控制。
4.电路设计要点（1）选择合适的晶闸管和变压器，要考虑其额定电流和功率，以及负载要求的输出电压范围。
（2）合理选择电阻和电容元件，以滤除谐波，确保输出电压质量。
（3）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度。
1.电路组成2.电路原理电路的原理是将交流电输入到变压器的一侧，然后通过晶闸管控制电路的导通角度来改变输出电功率。
3.电路设计步骤（1）选择合适的晶闸管和变压器，根据负载的要求确定需要的输出功率范围。
（2）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度。
4.电路设计要点（1）选择合适的晶闸管和变压器，要考虑其额定电流和功率，以及负载要求的输出功率范围。
（2）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度，以实现对负载电功率的调节和控制。
以上是晶闸管单相交流调压与调功电路的设计过程。
根据具体的应用需求和负载要求，可以选择合适的晶闸管和变压器，并合理设计控制电路，以实现对交流电压和功率的调节和控制。
单向交流调压电路的特点
单向交流调压电路的特点
单向交流调压电路是一种常见的电力电子电路，它通过控制晶闸管的导通时间，实现对交流电压的调节。
以下是单向交流调压电路的主要特点：
1.电路简单：单向交流调压电路只需单向晶闸管和几个支持元件，无需反并联二极管，因此结构简单，成本较低。
2.适用于小功率电源：由于单向晶闸管的容量有限，单向交流调压电路一般适用于小功率电源，通常不超过几百瓦特。
3.调压范围较宽：单向交流调压电路的调压范围较宽，可从百分之几到百分之几十。
通过调节触发脉冲的宽度和延迟时间，可以实现对输出电压的有效控制。
4.触发脉冲控制：单向交流调压电路采用触发脉冲控制晶闸管的导通，触发信号的同步电压应与电源同相位。
为了保证电路的正常工作，需要确保触发脉冲的同步电压与电源电压保持一致。
5.触发脉冲的宽度应与所需调压范围相适应：触发脉冲的宽度对单向交流调压电路的输出电压有很大影响。
为了实现所需的调压范围，需要根据电源电压和负载情况调整触发脉冲的宽度。
6.控制电路的同步电压一般采用电源电压作为同步电压：在单向交流调压电路中，控制电路的同步电压一般采用电源电压作为同步电压。
有时为了减少调压晶闸管的电流波形畸变或使触发脉冲与电源电压同步，也可采用其他交流电源作为同步电压。
总之，单向交流调压电路具有结构简单、成本低、调压范围宽、
适用于小功率电源等特点，在电力电子技术中有着广泛的应用。
单相交流调压电路纯电阻负载
1 设计方案及选择由于题目要求输出电压范围为0～100V，所以方案可选电阻性负载或阻感性负载。
本电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如图1所示，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管VT1，VT2相连。
2 单相交流调压电路的设计2.1 主电路的设计所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。
交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。
此外，在高电压小电流或低电压流之流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系，因此下面就反电势电阻负载予以重点讨论。
图1、图2分别为反电势电阻负载单相交流调压电路图及其波形。
图中的晶闸管VT1和VT2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源U2的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的移相控制角进行控制就可以调节输出电压图1 电阻负载单相交流调压电路图2 单相交流电压电路波形正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在t ωα=时，对VT 1施加触发脉冲，当VT1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在t ωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。
在t ωπα=+时，对VT2施加触发脉冲，当VT2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在2t ωπ=时，电源电压过零，VT2自然关断。
当电源电压反向过零时，由于反电动势负载阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角θ的大小，不但与控制角α有关，而且与负载阻抗角φ有关。
两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点。
稳态时，正负半周的相等，负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（电源电流）和负载电压的波形相似。
2.2 控制电路的设计2.2.1 触发信号的种类晶闸管由关断到开通，必须具备两个外部条件：第一是承受足够的正向电压；第二是门极与阴极之间加一适当正向电压、电流信号(触发信号)。
实验五 电力电子实验——单相交流调压电路实验
机电工程学院实验报告课程名称：实验项目名称： 实验时间：班级： 姓名： 学号：实 验 目 的:1．加深理解单相交流调压电路的工作原理。
2．加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。
实 验 设 备:1．教学实验台主控制屏 2．负载组件组件 3．触发电路（锯齿波触发电路）组件 4．二踪示波器（自备）5．万用表（自备）实 验 内 容 及 步 骤:本实验采用了锯齿波移相触发器。
该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。
晶闸管交流调压器的主电路 由两只反向晶闸管组成。
见图10-1。
1） 电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T 等 2） 锯齿触发电路位于NMCL-05A 或NMCL-05D 等 3） Rd 可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等4） G 给定（Ug ）位于NMCL-31或NMCL-31A 或SMCL-01调速系统控制单元中 5） Uct 位于锯齿触发电路中交流电压VT1触发电路及晶闸管主回路双向晶闸管图10－11．单相交流调压器带电阻性负载接上电阻性负载，并调节电阻负载至最大。
调速系统控制单元的G 给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct =0。
调节锯齿波同步移相触发电路偏移电压电位器RP2，使α=150°。
合上控制屏交流主电源，用示波器观察负载电压U=f （t ），晶闸管两端电压U VT = f （t ）的波形，调节U ct ，观察不同α角时各波形的变化，并记录α=60︒，90︒，120︒时的波形。
注：调节电阻R时，需观察负载电流，不可大于1A。
实验结果及分析：单相交流调压带电阻性负载输出电压Ud波形，输出电流波形Id和Ud相同，只是幅值不同图一α=60°图二α=90°图三α=120°实验心得：交流调压通过两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，分别对VT1和VT2的触发延迟角α进行控制就可以调节输出电压。
单相晶闸管调压电路
单向可控硅调压电路可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。
从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。
当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。
在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。
当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。
这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。
可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。
当交流电通过零点时，可控硅自关断。
当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。
双向可控硅的工作原理及原理图2007年12月09日09:11 来源：本站整理作者：本站我要评论(1)标签：可控硅(358)双向可控硅的工作原理1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN 管所组成当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。
此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。
单相晶闸管移相调压模块结构
单相晶闸管移相调压模块结构
单相晶闸管移相调压模块主要由晶闸管、电抗器、电容器等组成。
其结构示意图如下:
1. 输入滤波电路
输入端接入交流电源,通过电感1和电容1构成的滤波电路进行滤波。
2. 晶闸管移相调压电路
主电路由两只反并联的晶闸管组成,通过改变晶闸管的点火角α来调节输出电压的有效值。
电感2和电容2构成谐振电路,使晶闸管在近似零电压时点火。
3. 输出滤波电路
电感3和电容3构成输出滤波电路,滤除谐振电路的脉动成分,输出平滑的交流电压。
4. 驱动与控制电路
包含晶闸管驱动电路和控制电路。
驱动电路接受控制信号,向晶闸管施加点火脉冲。
控制电路可以采用模拟或数字电路,根据负载情况和给定值产生驱动信号。
该模块结构简单,通过改变晶闸管的点火角就可连续调节输出电压,应用广泛。
一般可调范围为输出电压额定值的50%~100%。
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中北大学
课程设计说明书
学生姓名：学号：
学院：信息与通信工程学院
专业：自动化
题目：单相晶闸管交流调压电路（反并联）设计单相晶闸管交流调压电路（混合反并联）设计
指导教师：职称: 讲师
2011年12月31日
中北大学
课程设计任务书
11/12 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：学号：
课程设计题目：单相晶闸管交流调压电路（反并联）设计单相晶闸管交流调压电路（混合反并联）设计起迄日期：12月25日～12月31日
课程设计地点：电气工程系实验中心
指导教师：
系主任：
下达任务书日期: 2011年 12月 25日课程设计任务书
课程设计任务书
目录
1 电路设计任务及设计目的 (6)
设计任务 (6)
设计目的 (6)
2 电路的设计 (7)
反并联电路的设计 (7)
混合反并联电路的设计 (8)
3 电路仿真结果及结果分析 (10)
反并联的仿真及结果分析 (10)
混合反并联的仿真及结果分析 (15)
4 设计总结及设计体会 (18)
附录 (19)
1 单相交流调压电路设计任务及设计目的
电路设计任务
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的说明。
3 完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择。
4 电路的仿真。
电路设计目的
电力电子技术是专业技术基础课，做课程设计的目的是为了使我们能利用所学的知识完成电路的设计、电路原件的选择、电路参数的计算。
在完成设计后可以利用软件进行电路连接、参数设置、完成仿真，得出波形图并对波形图进行分析。
通过利用各种途径查找所需信息及解决问题来提高个人的能力。
加深对本部分知识的理解，为以后的学习打下良好的基础。
2、电路的设计
原理：单相交流调压电路是交流调压中最基本的电路，它由两只反并联的晶闸管组成，如图1所示。
图中两只普通晶闸管VT1和VT2分别作正负周期的开关，当一个晶闸管导通时，它的管压降成为另一个晶闸管的反压使之阻断，使之电网实现自然换流。
u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的开通角a 进行控制就可以调节输出电压，正负半周a 起始时刻（a =0）均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的a 相等。
负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同
1、题目要求设计一个单相晶闸管交流调压电路（反并联）（纯电阻负载）
1)电源电压：交流100V/50Hz；2）输出功率：500W ；3)移相范围：0°~180°.所以方案可选电阻性负载或阻感性负载。
本电路采用单相交流调压器纯电阻负载，电路图及波形图如下图所示，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管VT1，VT2相连。
单相晶闸管（反并联）交流调压原理图
单相晶闸管（反并联）交流调压波形图
2、题目要求设计一个单相晶闸管交流调压电路（混合反并联）（纯电阻负载）1）电源电压：交流100V/50Hz；2）输出功率：500W；3）移相范围：0°～180°所以方案可选电阻性负载或阻感性负载。
本电路采用单相交流调压器纯电阻负载，电路图和波形图如下图所示，在负载和交流电源间用反并联的方式将晶闸管VT1，和二极管VT2相连。
单向晶闸管（混合反并联）交流调压原理图
单向晶闸管（混合反并联）交流调压原理图
参数计算：
1)晶闸管元件额定电压为√2U=√2*100=141.4v,取2.5倍电压安全储备，并考虑晶闸管额定电压系列取400v
2）输出功率S=500W即输出有功功率P R=500W
当ɑ=00时，P R=500W代入下列公式
)2sin 21(2παπαπ-+==R U I U P a R R R
R=20Ώ
3)晶闸管元件额定电流I T ，K f =I VT /I d
π
απαπππα42sin 2)sin 2(21I 121+-==⎰R U dwt R wt U VT 当ɑ=00时，I VT =U 1/√2R=3.54A
I T =3.54/1.57=2.25 取两倍电流安全储备并考虑晶闸管元件额定电流系列取
5A 。
4 电路仿真结果及结果分析
利用Multisim 软件进行电路的连接与仿真，并得出在不同角度触发下的波形图。
1、当进行单向晶闸管反并联交流调压时，使晶闸管D1，D2反向并联后与电源与电阻负载相连，并在D1、D2的两端分别加触发脉冲，连接的电路图，仿真波形图、参数图如下图：
当触发角为45°时，其波形图如下图所示
图2 b 45°时正向晶闸管触发参数图
图2 c 45°时反向晶闸管触发参数图 当 90=α°时的波形图如下图所示
图3 a
90=α°时波形图
图3 b 90°时正向晶闸管触发参数图
图3 c 90°时反向晶闸管触发参数图
波形分析：在前半个周期内，VT 1承受正向电压，由于晶闸管的特性，使得晶闸管没有导通，当出发脉冲来临时，晶闸管正向导通，导通后波形与电源电压波形相同，当前半个周期结束后，晶闸管VT 1承受反向电压截止。
在后半个周期内，VT 2承受正向电压，当触发脉冲来临时，VT 2导通，一个周期结束后VT 2截止。
依此往复。
在每个周期内有：
()()π
α
πππ
α
παωω-+==
⎰2sin sin 2212
2
2
1U
t d t U U
2、当进行单相晶闸管交流调压电路（混合反并联）的仿真时，将晶闸管D1与二极管D2反向并联后与负载及电源串联。
并在晶闸管两端加触发脉冲，连接电路图，仿真波形图，参数图如下：
图4 混合反并联电路图
图5 a 30=α°时波形图
图5 b 30°时参数图
图5 a 135°时波形图
图5 b 135°时晶闸管触发参数图
波形分析：当电路连接为混合反并联时，晶闸管VT 1和二极管VT 2反并联，在前半个周期内，二极管VT 2承受正向电压，处于导通状态，输出波形与输入波形相同。
在后半个周期内，晶闸管VT 1承受正向电压，当出发脉冲来临时，晶闸管导通，触发后的输出波形与输入波形相同。
一个周期结束后VT 1截止VT 2导通，依此往复。
在每个周期的前半个周期有
U=U 2
后半周期有：
()()π
α
πππ
α
παωω-+==
⎰2sin sin 2212
2
2
1U
t d t U U
设计总结及设计体会
通过本次电力电子技术课程设计，使我加深了对电力电子技术这门课程的理解。
由于在设计中有许多东西是之前所并不理解的东西，所以在设计之前是需要不断的进行资料的搜集，这使我们增强了自己进行在网络与书籍上寻找有用的资料的能力，并且经这些资料理解掌握将其运用。
在设计的过程中也会遇到各种问题，使我们加强解决问题的能力。
完成设计之后，我们在Multisim软件中对电路进行了连接与波形仿真，在连接的过程中通过遇到的一些问题不断对设计进行修改，使设计进一步完善。
由于在之前对Multisim软件掌握的不够，所以在应用的过程中也遇到了一些除设计外的操作问题，本次的课程设计使我们对这个软件的应用有了很大进步，能够完整的应用软件连接电路、正确设置参数，仿真出所需要的波形图。
在完成设计仿真后需要我们对课程设计进行总结，在这个过程中我们利用word文档对图与文字进行排版，增加我们对word文档的应用能力。
在这次课程设计中，我们的多方面的能力得到锻炼和加强，更加深刻的理解与掌握所学过的知识，为以后的工作学习打下了良好的基础。