单相半控桥式晶闸管整流课程设计.doc

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（阻感负载） 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：2012.12.24-12.29 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日  摘要 单向桥式半控整流电路实际上是由单相桥式全控电路简化而来的。在单相桥式全控整流电路中，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。但实际上为了对每个导电回路进行控制，只需要一个晶闸管就行了，另一个晶闸管可以用二级管代替，从而得到单向半控桥式整流电路。 除了用二极管代替晶闸管以外，该电路在实际应用中需加设续流二极管，以避免可能发生的失控现象。实际运行中，若无续流二极管，则当突然增大至或触发脉冲丢失时，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，这使成为正弦半波，即半周期为正弦，另外半周期为零，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，称为失控。有续流二极管时，续流过程由完成，在续流阶段晶闸管关断，这就避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。总的来说，单相桥式半控整流电路具有电路简单、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。 关键词：单相 半控 续流二极管 目录 1系统总体设计 1 2主电路设计 2 2.1主电路结构及其工作原理 2 2.2参数计算 3 3元器件选择 3 4控制电路设计 5 4.1同步电路 5 4.2锯齿波形成电路 6 4.3移相控制电路 7 4.4脉冲形成电路 8 5波形仿真 8 6心得体会 16 7参考文献 17  1系统总体设计 电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件作为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。，广义上人们往往将主电路以外的电路都归为控制电路，从而粗略的说，电力电子系统是由主电路和控制电路组成的。另外，主电路中的电压和电流一般都比较大，而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流。 在单相半控桥式晶闸管整流电路中，系统由主电路和控制电路组成。系统原理框图如图1所示。 图1系统原理框图 2主电路设计 2.1主电路结构及其工作原理 单相半控桥式整流电路带阻感负载且有续流二极管的主电路图如图2所示： 图2单相半控桥式整流主电路图 对于带阻感负载的单相桥式半控整流电路而言，当负载中电感很大时，在正半周，触发角处给晶闸管VT1加触发脉冲，经VT1和VD4向负载供电。过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通但因VT1端电位高于VD2端电位，使得电流从VD4转移至VD2，VD4关断，电流不再流经交流源，而是由VT1和VD2续流，在此阶段。在负半周触发角时刻触发VT3，VT3导通，则向VT1加反压使其关断，经VT3和VD2向负载供电。过零变正时，VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流，为0 ，此后重复以上过程。 有续流二极管时，续流过程由完成，在续流阶段晶闸管关断，这就避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，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。 2.2参数计算 在单相桥式半控整流电路中： 输出电压平均值： 式中，表示交流输入电压有效值，表示晶闸管触发角。 输出电流平均值： 流过晶闸管电流有效值： 计算负载R值： 当为时，输出电压: 由可得： 3元器件选择 由于单相桥式半控整流电路主要电力电子器件是晶闸管，所以选取元器件时主要考虑晶闸管的参数及选取原则。 晶闸管的主要参数如下： （1）电压定额 ①断态重复峰值电压