单相双半波晶闸管整流电路设计(纯电阻负载)

单相双半波晶闸管整流电路设计（纯电阻负载）点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。要求学生在教师保护电路的选择，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是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。并且单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小，功率因素高的特点。但是，电路中需要四只晶闸管，且触发电路要分时触发一对晶闸管，电路复杂，两两晶闸管导通的时间差用分立元件电路难以控制。单相双半波可控整流电路单相双半波可控整流电路又称单相全波可控整流电路。此电路变压器是带中心抽头的，在u2正半周T1工作，变压器二次绕组上半部分流过电流。u2负半周，VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。单相全波可控整流电路的Ud波形与单相全控桥的一样，交流输入端电流波形一样，变压器也不存在直流磁化的问题。当接其他负载时，也有相同的结论。因此，单相全波与单相全控桥从直流输入端或者从交流输入端看均是一致的。适用于输出低压的场合作电流脉冲大(电阻性负载时)。在比较两者的电路结构的优缺点以后决定选用单相全波可控整流电路作为主电路。具体供电方案电源电压：交流100V/50Hz(1)输出平均电压为：电源电压交流100/50Hz,输出功率：500W,移相范围：0°-180°。设反向重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。通常取UDRM和URRM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，额定电压要留有一定裕量，应为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。晶闸管的额定电压UNVT:工作电路中加在管子上的最大瞬时电压通过晶闸管的电流的平均值IvT(AV)(2)整流元件型号的选择1.所选晶闸管电流有效值IVT大于元件在电路中可能流过的最大电流有效2.选择时考虑(1.5～2)倍的安全裕量。即/1.57=(19.1-25.5)A则晶闸管的额定电流为INVT=20A.在本次设计中选用2个KP20-2的晶闸管.(1)变压器二次侧熔断器的选择采用快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措1)电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定。2)电流容量应按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。快熔一般与电力半导体器件串联连接，在小容量装置中也可串接于阀侧交流母线或直流母线3)快熔的值应小于被保护器件的允许4)为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间电流特性。因为晶闸管的额定电流为20A,快速熔断器的熔断电流大于1.5倍的晶闸管额定电流，所以快速熔断器的熔断电流为30A。2)过电压保护的侵袭。同时，设备自身运行中以及非正常运行中也有过电压出现。因此，必须对图4.0过流、过电压保护电路(1)相控触发电路原理图及工作原理晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。触发电路对其产生的触发脉冲要求：触发信号可为直流、交流或脉冲电压。触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)。触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿性能好，脉冲前沿徒等优点，在容量小的晶闸管装置中得到了广泛应用。他由自激震荡、同步电源、移相、脉冲形成等部分组成，电路图如图5.0所示。(2)相控触发芯片的选择相控触发电路芯片选择KJ004集成触发电路芯片构成的集成触发器KJ004可控硅移相电路可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中，作可控硅的双路脉冲移相触发。器件输出两路相差180度的移相脉冲，可以方便地构成全控桥式触发器线路。电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能与特点。(3)芯片引脚功能功能输出空锯齿波形成空同步输综合比较空微分阻容封锁调制输出引线脚号234567891六、单相双半波整流电路设计总设计结果晶闸管由四层半导体(P1、N1、P2、N2)组成，形成三个结J1(P1N1)、J2(N1P2)、J3(P2N2),并分别从P1、P2、N2引入A、G、K三个电极，如图6.0(左)所示。由于具有扩散工艺，具有三结四层结构的普通晶闸管可以等效成如图6.0(右)所示的两个晶闸管T1(P1-N1-P2)和(N1-P2-N2)组成的等效电路。和的和x晶体管，其中结为共用集电结。当器件加正向电压时。正偏区的输运，到达集电极结()空穴电流为;而正偏的结注入电子，经过区的输运到达结的电流为的。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系，如图6.3所示。和,通过阳极电流以后，阳极电流突然增大，特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压、大电流状态。晶闸管流过由负载决定的通态电流,器件压降为1V左右，特性曲线CD段对应的状态称为导通状态。通常将当晶闸管处于断态()时，如果使得门极相对于阴极为正，给门极通以电流,那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压都是越小。如图3所示，晶闸管一旦导通后，即使去除门极信号，器件仍然然导通。很小，且与×基本无关。但反向电压很大时(),通过晶闸管的反向漏电流急剧增大，表现出晶闸管击穿，因此称为反向转折电压和转折电流。(2)总电路的原理框图(4)总电路工作原理该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电路构成。输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载。在电路中还加了防雷击的保护电路。然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。整流电路中的晶闸管在触发信号的作用下在电路中，过电保护部分我们分别选择的快速熔则采用RC电路。这部分的选择主要考虑到电路的简单性，所以才这样的保护电路部分。整流部分电路则是根据题目的要求，我们选择学过的单相全波整流电路。该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能。触发电路是由设计题目而定的，题目要求了用单结晶体管直接触发电路。单结晶体管直接触发电路的移相范围变化较大，而且由于是直接触发电路它的结构比较简单。一方面是方便我们对设计电路中变压器型号的选择。(5)绘制输出波形(即Ud,id波形)对于一个电路的