.電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：單相橋式全控整流電路設(shè)計(jì)學(xué)院：班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：時(shí)間：.目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書1第二章原理方框圖及電路圖設(shè)計(jì)2第三章觸發(fā)電路.主電路及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)8第四章設(shè)計(jì)原理圖及結(jié)果分析12第五章Protel圖及PCB板27第六章實(shí)驗(yàn)心得29第七章.參考文獻(xiàn)30.第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)任務(wù)和要求（1）設(shè)計(jì)任務(wù)1、進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較，并選定設(shè)計(jì)方案；2、完成單元電路的設(shè)計(jì)和主要元器件的選擇；3、完成主電路的原理分析，各主要元器件的選擇；4、單相整流電路的主電路、觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)；5、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)；6、撰寫設(shè)計(jì)說明書；7、利用MATLAB對自己所設(shè)計(jì)的單相整流電路進(jìn)行仿真。（選做）（2）設(shè)計(jì)要求參考參數(shù)：整流變壓器輸出相電壓為200V，負(fù)載中R5歐姆，要求輸出電壓為0100V，采用220V變壓器降壓供電。1.2方案的選擇單相相控整流電路可分為單相半波、單相全波和單相橋式相控流電路，它們所連接的負(fù)載性質(zhì)不同就會有不同的特點(diǎn)。下面分析各種單相相控整流電路在帶電阻性負(fù)載、電感性負(fù)載和反電動勢負(fù)載時(shí)的工作情況。單相半控整流電路的優(yōu)點(diǎn)是：線路簡單、調(diào)整方便。弱點(diǎn)是：輸出電壓脈動沖大，負(fù)載電流脈沖大（電阻性負(fù)載時(shí)），且整流變壓器二次繞組中存在直流分量，使鐵心磁化，變壓器不能充分利用。而單相全控式整流電路具有輸出電流脈動小，功率因數(shù)高，表壓氣二次電流為兩個(gè)等大反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點(diǎn)。單相全控式整流電路其輸出平均電壓是半波整流電路2倍，在相同的負(fù)載下流過晶閘管的平均電流減小一半；且功率因數(shù)提高了一半。.第二章原理方框圖及主電路設(shè)計(jì)21原理原理方框圖如下所示：單相電源輸出觸發(fā)電路保護(hù)電路整流主電路負(fù)載電路圖1整流電路主要由觸發(fā)電路、保護(hù)電路和整流主電路組成。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，在此設(shè)計(jì)中采用單相橋式全控整流電路接電阻性負(fù)載。22主電路設(shè)計(jì)221主電路原理圖及其工作波形.圖2主電路原理圖及工作波形單相全控橋式整流電路帶負(fù)載的電路如圖1（a）所示。其中Tr為整流變壓器，T1、T4、T3、T2組成a、b兩個(gè)橋臂，變壓器二次電壓u2接在a、b兩點(diǎn)，u2=tUtUmsin2sin22,四只晶閘管組成整流橋。負(fù)載電阻是純電阻Rd。當(dāng)交流電源電壓u2進(jìn)入正半周期時(shí)，a端電位高于b端電位，兩個(gè)晶閘管T1、T2同時(shí)承受正向電壓，如果此時(shí)門極無觸發(fā)信號gu，則兩個(gè)晶閘管仍處于正向截止?fàn)顟B(tài)，其等效電阻遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻Rd，電源電壓u2將全部加在T1和T2上，uT1uT2=21u2，負(fù)載上電壓ud=0。在t=時(shí)，給T1和T2同時(shí)加觸發(fā)脈沖，則兩晶閘管立即觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓u2將通過T1和T2加在負(fù)載電阻Rd上。在u2正半周，T4和T3均承受反向電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。由于晶閘管導(dǎo)通時(shí)管壓降可視為零，則負(fù)載Rd兩端的整流電壓ud=u2。當(dāng)電源電壓u2降到零時(shí)，電流id也降為零，T1和T2截止。電源電壓進(jìn)入負(fù)半周時(shí)，b端電位高于a端電位，兩個(gè)晶閘管T3、T4同時(shí)承受正向電壓，在t=+時(shí)，同時(shí)給T3、T4加觸發(fā)脈沖使其導(dǎo)通，電流經(jīng)T3、Rd、T4、Tr二次側(cè)形成回路。在負(fù)載dR兩端獲得與2u正半周相同波形的整流電壓和電流，這期間T1和T2均承受反向電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)u2由負(fù)半周電壓過零變正時(shí)，T3、T4因電流過零而截止。在此期間T1、T2因承受反向電壓而截止，ud、id又降為零。一個(gè)周期過后，T1、T2在t=2+時(shí)刻又被觸發(fā)導(dǎo)通，依此循環(huán)。很明顯，上述兩組觸發(fā)脈沖在相位上相差0180，這就形成了如圖（b）(f)所示的波形圖。由以上電路工作原理可知，在交流電源u2的正、負(fù)半周里，T1、T2和T3、T4兩組晶閘管輪流觸發(fā)導(dǎo)通，將交流電變成脈動的直流電。改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻，即改變的大小，ud、id的波形和平均值大小隨之改變。222整流電路參數(shù)計(jì)算1）整流輸出電壓的平均值可按下式計(jì)算.dU=ttdsinU212=cos122U=2cos19.02U(1)dU為最小值時(shí),=0180；dU為最大值時(shí),=0,所以單相全控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí),的移相范圍是00180。2）整流輸出電壓的有效值為tdtU22sinU21=22sin2U(2)3）整流電流的平均值和有效值分別為2cos19.0I2ddddRURU22sin2ddRURUI(3)4)流過每個(gè)晶閘管的平均電流為輸出電流平均值的一半，即dddTRUII245.0212cos1(4)流過每個(gè)晶閘管的電流有效值為2I22sin2sinRU221I222ddTRUtdt(5)5)晶閘管在導(dǎo)通時(shí)管壓降ud=0，故其波形為與橫軸重合的直線段；T1和T2加正向電壓但觸發(fā)脈沖沒到時(shí)，4個(gè)晶閘管都不導(dǎo)通，假定T1和T2兩晶閘管漏電阻相等，則每個(gè)元件承受的最大可能的正向電壓等于222U；T1和T2反向截止時(shí)漏電流為零，只要另一組晶閘管導(dǎo)通，就把整個(gè)電壓u2加到T1或T2上，故兩個(gè)晶閘管承受的最大反向電壓為22U。223元器件選取由于單相橋式全控整流帶電阻性負(fù)載主電路主要元件是晶閘管，所以選取元件時(shí)主要考慮晶閘管的參數(shù)及其選取原則。1.晶閘管的主要參數(shù)如下：1）額定電壓UTn通常取UDRM和URRM中較小的，再取靠近標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級作為晶閘管型的額定.電壓。在選用管子時(shí)，額定電壓應(yīng)為正常工作峰值電壓的23倍，以保證電路的工作安全。晶閘管的額定電壓RRMDRMTnUUU,minUTn（23）UTMUTM：工作電路中加在管子上的最大瞬時(shí)電壓2）額定電流IT(AV)IT(AV)又稱為額定通態(tài)平均電流。其定義是在室溫40和規(guī)定的冷卻條件下，元件在電阻性負(fù)載流過正弦半波、導(dǎo)通角不小于170的電路中，結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)，所允許的最大通態(tài)平均電流值。將此電流按晶閘管標(biāo)準(zhǔn)電流取相近的電流等級即為晶閘管的額定電流。要注意的是若晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間遠(yuǎn)小于正弦波的半個(gè)周期，即使正向電流值沒超過額定值，但峰值電流將非常大，可能會超過管子所能提供的極限，使管子由于過熱而損壞。在實(shí)際使用時(shí)不論流過管子的電流波形如何、導(dǎo)通角多大，只要其最大電流有效值ITMMITN,散熱冷卻符合規(guī)定，則晶閘管的發(fā)熱、溫升就能限制在允許的范圍。TNI：額定電流有效值，根據(jù)管子的()TAVI換算出，()AVI、TMI.TNI三者之間的關(guān)系：TNI=21/2(2sin)()0wtdwt=