单相全波整流电路的设计

1、 单相全波整流电路的设计 班级 电子1303姓名 王晓晗指导老师 柴松时间 2017.61 设计目的： 电力电子技术课程设计是配合交流电路理论教学，为自动化和电气工程及自动化专业开设的专业基础技术技能设计，是自动化和电气工程及自动化专业学生在整个学习过程中一项综合性实践环节，是走向工作岗位、从事专业技术之前的一项综合性技能训练，对学生的职业能力培养和实践技能训练具有相当重要的意义。主要目的在于：1：进一步掌握晶闸管相控整流电路的组成、结构、工作原理； 2：重点理解移相电路的功能、结构、工作原理； 3：理解同步变压器的功能。 2 设计要求：1：根据课题正确选择电路形式； 2：绘制完整电气原理图（

2、包括主要电气控制部分）； 3：详细介绍整体电路和各功能部件工作原理并计算各元、器件值；4：编制使用说明书，介绍适用范围和使用注意事项；说明：负载形式及参数可自行选择 3 触发电路的设计3.1 晶闸管的主要参数要正确使用一个晶闸管，除了了解晶闸管的静态、动态特性外，还必须定量地掌握晶闸管的一些主要参数。现对经常使用的几个晶闸管的参数作一介绍。 电压参数 （1） 断态重复峰值电压UDRM 门极开路，元件额定结温时，从晶闸管阳极伏安特性正向阻断高阻区（图1-10中的曲线）漏电流急剧增长的拐弯处所决定的电压称断态不重复峰值电压UDSM，“不重复”表明这个电压不可长期重复施加。取断态不重复峰值电压的90

3、定义为断态重复峰值电压UDRM，“重复”表示这个电压可以以每秒50次，每次持续时间不大于10ms的重复方式施加于元件上。 （2） 反向重复峰值电压URRM 门极开路，元件额定结温时，从晶闸管阳极伏安特性反向阻断高阻区（图1-10中曲线）反向漏电流急剧增长的拐弯处所决定的的电压称为反向不重复峰值电压URSM，这个电压是不能长期重复施加的。取反向不重复峰值电压的90定义为反向重复峰值电压URRM，这个电压允许重复施加。 （3） 晶闸管的额定电压UR 取UDRM和URRM中较小的一个，并整化至等于或小于该值的规定电压等级上。电压等级不是任意决定的，额定电压在1000以下是每100一个电压等级，100

4、0至3000则是每200一个电压等级。 由于晶闸管工作中可能会遭受到一些意想不到的瞬时过电压，为了确保管子安全运行，在选用晶闸管时应使其额定电压为正常工作电压峰值UM的23倍，以作安全余量。 UR=(23)UM （1-4） （4） 通态平均电压UT（AV） 指在晶闸管通过单相工频正弦半波电流，额定结温、额定平均电流下，晶闸管阳极与阴极间电压的平均值，也称之为管压降。在晶闸管型号中，常按通态平均电压的数值进行分组，以大写英文字母AI表示。通态平均电压影响元件的损耗与发热，应该选用管压降小的元件来使用。 电流参数 （1） 通态平均电流IT（AV） 在环境温度为40、规定的冷却条件下，晶闸管元件在电

5、阻性负载的单相、工频、正弦半波、导通角不小于170°的电路中，当结温稳定在额定值125时所允许的通态时的最大平均电流称为额定通态平均电流IT（AV）。选用晶闸管时应根据有效电流相等的原则来确定晶闸管的额定电流。由于晶闸管的过载能力小，为保证安全可靠工作，所选用晶闸管的额定电流IT（AV）应使其对应有效值电流为实际流过电流有效值的1.52倍。按晶闸管额定电流的定义，一个额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流有效值为157A。 （2） 维持电流IH 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。 （3）

6、 掣住电流IL 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。一般掣住电流比维持电流大（24）倍。 3.2 晶闸管的触发条件 （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都才能导通； （3）：晶闸管一旦导通门极旧失去控制作用； （4）：要使晶闸管关断，只能使其电流小到零一下. 4.电路总设计4.1 单相全波可控整流电路：电路简图如下：此电路变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，只要用2个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一

7、个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。不存在直流磁化的问题，适用于输出低压的场合作用。工作原理（1） 当输入电压为正半周时，V1导通，V2截止，电流从上流入电阻。（2） 当输入电压为负半周时，V2导通，V1截止，电流从上流入电阻4.2 参数计算（1） 整电压平均值为变压器二次绕组两个部分各自交流电压有效值。时，；时，。可见角的移相范围为。（2） 向负载输出的直流电流平均值（3） 二极管的平均电流 晶闸管VT1和VT2轮流导电，流过晶闸管的电流平均值只有输出直流电流平均值的一半，即（4） 二极管的反向最高电压（5） 为选择晶闸管、变压器容量、导线截面积等定额，需考虑发热问题，为此需计算电流有效值。流过晶闸管的有效值为：变压器二次电流有效值与输出电流有效值相等，为由以上两式可知不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为优点：电源利用率高缺点：对变压器、二极管的要求较高。电路应用：电脑音箱电源电路、小黑白电视机电源电路。参数选择及设计条件：1. 电源电压：直流U2=220V2. 电阻=10003. f=50HZ4. 输出功率：S=5. 计算内容： T=1/f=1/50=0