单相半控桥式晶闸管整流电路设计（阻感负载）

电力电子技术课程设计说明书学院：计算机与控制工程学院题目：单相半控桥式晶闸管整流电路设计（阻感负载）

学生姓名：指导教师：李新娥谢锐2016年12月目录一、人员分工 3二、工作原理 31、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） 32、PROTEL99SE概述 43、Protel99SE的系统组成 53、1电路原理设计部分（AdvancedSchematic99） 53、2印刷电路板设计系统（AdvancedPCB99） 53、3自动布线系统（AdvancedRoute99） 54、Multisum概述 6三、基本参数计算 61.指标计算 62.输出电压、输出电流计算 73.主电路参数值 8四、仿真电路及仿真结果 91、仿真电路图 92、触发电路 103、阻感负载（无续流二极管）仿真电路图与仿真结果波形图 114、主电路图 155、KJ004触发电路图 166、PCB版图 17五、参考文献 17六、课程设计心得 18

一、人员分工主要任务：（1）使用Multisim设计电路原理图；（2）使用Multisim进行电路仿真设计；（3）使用protel制作电路的PCB版图；二、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）假设负载电流因电感足够大而平直，当电源u2正半波，在ωt=θ时触发,VT1后VT1、VT2导通，电流通路为A-VT1-L-R-VT2-B,电流由电源提供；当ωt=π后，电源电压u2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回路放电。在ωt=π处，二极管VD2电流给VD1，电流iVD2及i2终止，在ωt=π～（π+θ）区间电流由电感释放电能提供。当ωt=（π+θ）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ωt=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180°，电源在θ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”。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。同理，带续流二极管的全控电路能量也只能单方向传递。2、PROTEL99SE概述Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。3、Protel99SE的系统组成按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下两大部分和6个功能模块。3、1电路原理设计部分（AdvancedSchematic99）电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。3、2印刷电路板设计系统（AdvancedPCB99）印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。3、3自动布线系统（AdvancedRoute99）本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。4、Multisum概述​Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。三、基本参数计算1.指标计算2.输出电压、输出电流计算3.主电路参数值额定电压取100V。所以选择续流二极管额定电压为200V,额定电流为20A的晶闸管和二极管，L=5mH，R=15欧姆。四、仿真电路及仿真结果1、仿真电路图2、触发电路3、阻感负载（无续流二极管）仿真电路图与仿真结果波形图α=0°α=60°α=90°α=120°α=180°4、主电路图5、KJ004触发电路图6、PCB版图五、参考文献六、课程设计心得一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我们所学习的知识，也培养了我们如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，职业工作前一个必不少的过程.千里之行始于足下，通过这次课程设计，我们深深体会到这句千古名言的真正含义.我们今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次课程设计，小组每个人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次电机拖动设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力