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单相桥式半控整流电路

单相桥式半控整流电路
单相桥式半控整流电路

信息工程学院

电力电子学课程设计报告书

题目: 单相桥式半控整流电路

专业:

班级:

学号:

学生姓名:

指导教师:

2012 年 5 月9 日

信息工程学院课程设计任务书

目录

摘要 (3)

设计要求 (5)

方案选择 (5)

元器件的选择 (7)

晶闸管 (7)

晶闸管的结构 (7)

晶闸管的工作原理图 (7)

晶闸管触发条件 (8)

电路组成 (9)

保护电路的设计 (10)

过电压保护 (10)

过电流保护 (11)

结果分析 (12)

电路原理图及其工作波形 (12)

分析 (15)

参数计算 (16)

元件选择 (17)

实验结果 (18)

元器件清单 (18)

实验结果 (21)

心得与体会 (21)

摘要

随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大,电流中谐波分量相应增大,因此功率因素很低。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就构成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路的适当控制,可以使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,功率因素近似为1。这种整流电路称为高功率因素整流器,它具有广泛的应用前景。

由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处,因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计,因而我们进行了此次课程设计。又因为整流电路应用非常广泛,而锯齿波移相触发单相晶闸管半控整流电路又有利于夯实基础,故我们单结晶体管触发的单相晶闸管半控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。

关键字:逆变电路单相晶闸管PWM 电力电子

一、设计要求:

1、电源电压:交流220V/50Hz

2、输出电压范围:20V-50V

3、最大输出电流:10A

4、具有过流保护功能,动作电流:12A

5、具有稳压功能

6、电源效率不低于70%

二、方案选择:

方案1:单相桥式半控整流电路

电路简图如下:

图1.4

对每个导电回路进行控制,相对于半控桥而言少了一个控制器件,用二极管代替,有利于降低损耗!如果不加续流二极管,当α突然增大至180°或出发脉冲丢失时,由于电感储能不经变压器二次绕组释放,只是消耗在负载电阻上,会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况,这使ud成为正弦半波,即半周期ud为正弦,另外半周期为ud为零,其平均值保持稳定,相当于单相半波不可控整流电路时的波形,即为失控。所以必须加续流二极管,以免发生失控现象。

方案2:单相桥式全控整流电路

电路简图如下:

图1.5

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。

方案3:单相半波可控整流电路:

电路简图如下:

图1.6

此电路只需要一个可控器件,电路比较简单,VT的a 移相范围为180 。但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁心不饱和,需增大铁心截面积,增大了设备的容量。实际上很少应用此种电路。

方案4:单相全波可控整流电路:

电路简图如下:

图1.7

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电流脉冲大(电阻性负载时),,且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化,变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小,功率因数高,变压器二次电流为两个等大反向的半波,没有直流磁化问题,变压器利用率高的优点。相同的负载下流过晶

单相桥式半控整流电路实验报告

单相桥式半控整流电路 实 验 报 告 系别:电气工程系 班级:电器121 姓名: 学号:

实验一单相桥式半控整流电路实验 一、实验目的: 1、加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。 2、了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用,学会对实验中出现的问题加以分析和解决。 二、实验主要仪器与设备: 三、实验原理 本实验线路如图1所示,两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上,它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步,触发信号加到共阴极的两个晶闸管,图中的R用D42三相可调电阻,将两个 900Ω接成并联形式,二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上,电感Ld在DJK02面板上,有100mH、200mH、700mH三档可供选择,本实验用700mH,直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。 VD3 图1 单相桥式半控整流电路实验线路图 四、实验内容及步骤 1、实验内容: (1)锯齿波同步触发电路的调试。 (2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。 (3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。

2、实验步骤:

五、实验注意事项 1、双踪示波器有两个探头,可同时观测两路信号,但这两探头的地线都与示波器的外壳相连,所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上,否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此,为了保证测量的顺利进行,可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘,只使用其中一路的地线,这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时,必须在被测电路上找到这两个信号的公共点,将探头的地线接于此处,探头各接至被测信号,只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号,而不发生意外。 2、在本实验中,触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极,此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置,并将Ulf及Ulr 悬空,避免误触发。 六、实验心得

单相桥式整流电路实验

课题单相桥式整流电路执教者教学时间40×2分钟 教学方法启发讲授、项目示范、练习巩固教学用具黑板/粉笔,投影,二极管整流电路示范装置,交流电源调节器,通用双踪示波器,万用表 教学目的通过对单相桥式整流电路原理的理解,能够正确的使用和安装单向桥式整流电路或桥堆(1)根据二极管的单向导电性正确判断桥中二极管的导通、截止状态,并用波形表示;(2)使用示波器分析工作中电路的波形,正确判断桥及桥中二极管的工作情况是否正常;(3)使用万用表对桥的输入、输出电压进行测量、监控,掌握桥的输入、输出关系;(4)根据要求正确地选择二极管或集成的桥堆; (5)正确安装整流桥并接入电路,注意好的职业习惯的培养; 教学重点单向桥式整流电路原理的理解及电路安装 教学难点(1)桥中各桥臂二极管的工作情况分析;(2)整流桥中二极管参数的选择; (3)二极管在整流电路安装时的操作要点。 教学过程 项目内容备注 导入:8min 1、二极管的单向导电性; 2、单向半波、全波整流电路的优劣特点 使用万用表和示波器 对相关内容进行复习。

教学过程( 续) 新 课: 65 min 单相桥式 整流电路 原理 (35min) 1、用不同颜色的发光二极管代替普通的整流二极管组成桥式整流电路,正确接入电 路,演示二极管整流过程。 2、将双踪示波器分别接入相邻、相对两桥臂,观察其变化过程。(1、2共18min) 3、使用万用表对其输入、输出电压进一步跟踪,调节输入电压的大小,测量输出电 压,发现它们之间的数量关系。(14min) 4、师生对上述过程进行分析,探究上述现象形成的原因。(3min) 运用模块式任务导向 教学原理,展开教学, 以突出重点、分化难 点。 器件的选 择与电路 安装 (30min) 1、根据上述原理分析,获得二极管桥式整流电路中二极管上承受最大反压、流过二 极管整流电流值与整流桥交流侧输入电压的关系,从而理解该电路在选择二极管时 所采用的经验式。 2、示范练习并指导学生根据需要选择二极管,并将其正确接入电路。 注意事项 电路安装时,一定要认准交流侧“阴阳-阴阳”串联,直流侧“阴阴-阳阳”并联; 测试桥式整流电路输入、输出电压时要注意万用表使用安全; 测试信号波形时,因测试探头“公共接地”端在测试中的作用,在测试时为了分析方便,当测试扫描一旦确 定,在进行输出、管压降测试时,不要再次调节该参数。 课堂总结及作 业布置(5min) 总结本教学单元的重点,巧妙设置问题考查学生的掌握程度,同时提出思考,为进入滤波电路学习做好铺垫。课堂答疑(2 min)针对本教学单元内的相关问题,课堂上回答学生的疑问,并对比较集中的、非常规性的问题在全班进行解释。教学反思(附后) 2

半波整流电路与单相桥式整流电路工作原理

半波整流电路 ★工作原理 电路如右图所示,设 在u2的正半周,A点为正,B点为负,二极管外加正向电压, 因而处于导通状态。电流从A点流出,经过二极管D和负载 电阻流入B点,。 在u2的负半周,B点为正,A点为负,二极管外加反向电压,因而处于截止状态。。波形如下图所示。 ★主要参数 ◆输出电压的平均值:就是负载电阻上电压的平均值U O(A V)。 ◆负载电流的平均值 ◆整流输出电压的脉动系数S:为整流输出电压的基波峰值U OM与输出电压平均值U O(A V)之比,即 S愈大,脉动愈大。 半波整流电路的输出脉动很大。

★二极管的选择 二极管的正向平均电流等于负载电流平均值,即 二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压,即 允许电源电压波动±10%,最大整流平均电流I F 最高反向工作电压U R均应至少留有10%的余地, 单相半波整流的特点:电路简单、所用二极管少。输出电压低、交流分量大(即脉动大),效率低。只适用于整流电流小,对脉动要求不高的场合。 单相桥式整流电路 ★工作原理 设变压器,U2为其有效值。 ◆当u2为正半周时,D1和D3管导通,D2和D4管 截止,电流由A点流出,方向如右图所示。 u O=u2,D2和D4管承受的反向电压为-u2。 ◆当u2为负半周时,D2和D4管导通,D1和D3 管截止,电流由B点流出,方向如右图所示。 u O=-u2,D1和D3管承受的反向电压为u2。 由于D1、D3和D2、D4两对二极管交替导通, 致使负载电阻R L上在u2的整个周期内都有电 流通过,而且方向不变,输出电压 。如右图所示为其电压 和电流的波形,实现了全波整流。 ★输出电压平均值U O(A V)和输出电流平均值I O(A V) ◆输出电压平均值

单相桥式整流电路设计..

1 单相桥式整流电路设计 单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路,它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。 单相半控整流电路的优点是:线路简单、调整方便。弱点是:输出电压脉动冲大,负载电流脉冲大(电阻性负载时),且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化,变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小,功率因数高,变压器二次电流为两个等大反向的半波,没有直流磁化问题,变压器利用率高的优点。 单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍,在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半;且功率因数提高了一半。 单相半波相控整流电路因其性能较差,实际中很少采用,在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。 根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路(负载为阻感性负载)。 1.1元器件的选择 1.1.1晶闸管的介绍 晶管又称为晶体闸流管,可控硅整流(Silicon Controlled Rectifier--SCR),开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代; 20世纪80年代以来,开始被性能更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高,工作可靠,以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域,成为功率低频(200Hz 以下)装置中的主要器件。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。广义上讲,晶闸管还包括其许多类型的派生器件 1)晶闸管的结构 晶闸管是大功率器件,工作时产生大量的热,因此必须安装散热器。 晶闸管有螺栓型和平板型两种封装 引出阳极A、阴极K和门极(或称栅极)G三个联接端。 对于螺栓型封装,通常螺栓是其阳极,能与散热器紧密联接且安装方便

电力电子技术—单相半波可控整流电路

电力电子技术—单相半波可 控整流电路 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

整流电路 1、单相半波可控整流电路 电阻负载: 注:电阻负载的特点是电压d u 与电流d i 成正比,两者波形相同。 g u :触发脉冲;α:触发角;θ:导通角 1、直流输出电压平均值: ()()2 145.0122sin 221222ααπωωππαCOS U COS U t td U U d +=+==? 2、相控方式:通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式

阻感负载: 1、流过电感的电流变化时,在其两端产生感应电动势dt di L ,它的极性反过来阻止电流减小。L 的存在使d i 不能突变,d i 从0开始增加。 2、2u 由正变负的过零点处,d i 已经处于减小的过程中,但尚未降到零,因此VT 仍处于通态。 3、2t ω时刻,d i 降至零,VT 关断并立即承受反压。 4、由于电感的存在延迟了VT 的关断时刻,使d u 波形出现负的部分,与带电阻负载时相比其平均值d U 下降。 5、 ()22L R Z ω+=,R L ω?arctan =

6、若?为定值,ɑ角大,θ越小。若ɑ为定值,?越大,θ越大,且平均值 U d 越接近零。 阻感负载(带续流二极管): i连续,且其波形接近一条水平线。 1、若L足够大, d 2、流过晶闸管的电流平均值IdT 和有效值IT 分别为: 续流二极管的电流平均值IdDR 和有效值IDR 分别为:

3、其移相范围为180°,其承受的最大正反向电压均为2u的峰值即 2U。续流 2 二极管承受的电压为-ud ,其最大反向电压为 2U,亦为u2 的峰值。 2

单相半控桥式晶闸管整流电路电阻负载

电气工程学院 电力电子课程设计 设计题目:单相半控桥式晶闸管整流电路(电阻负载)学号: 姓名: 同组人: 指导教师: 设计时间: 设计地点:

电力电子课程设计成绩评定表 指导教师签字: 年月日

电力电子课程设计任务书 学生姓名:指导教师: 一、课程设计题目: 单相半控桥式晶闸管整流电路(电阻负载) 二、课程设计要求 1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件,独立进行方案论证和电路设计,要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整; 2. 查阅有关参考资料和手册,并能正确选择有关元器件和参数,对设计方案进行仿真; 3. 完成预习报告,报告中要有设计方案,设计电路图,还要有仿真结果; 4. 进实验室进行电路调试,边调试边修正方案; 5. 撰写课程设计报告——最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。 三、进度安排 2.执行要求 课程设计共5个选题,每组不得超过2人,要求学生在教师的指导下,独力完成所设计的详细电路(包括计算和器件选型)。严禁抄袭,严禁两篇设计报告雷同。

摘要 本次课程设计的题目为:单相半控桥式晶闸管整流电路,其中负载为纯电阻负载。电路设计的主要参数及要求:1、电源电压:交流100V/50Hz;2、输出功率:500W;3、移相范围:0o-180o。 对于单相半控桥式晶闸管整流电路(电阻负载),其电路设计的主要功能为:单相桥式半控整流电路的工作特点是晶闸管触发导通,而整流二极管在阳极电压高于阴极电压时自然导通。 单相桥式半控整流电路在纯电阻负载电流连续时,当相控角α<180°时,可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流,同时,调节触发电路,可改变触发角进行调压;在α>180°时,由于二极管的单相导电性,电路无法实现逆变,输出电压为零。 关键词:单相半控桥式晶闸管整流电路、纯电阻负载、相控角调节 Abstract ABSTRACT:Curriculum design topics: single-phase half-controlled bridge thyristor rectifier circuit, where the load is purely resistive load. The main parameters and requirements of the circuit design: 1, the power supply voltage: AC 100V/50Hz, output power: 500W; 2; 3, the phase shift range: 0 o ~180 o. For the single phase half controlled bridge thyristor rectifier circuit (resistive load), the main function of the circuit design: Characteristics of single phase bridge half controlled rectifier circuit is triggered thyristor turn-on, and rectifier diode is higher than that of cathode voltage in the anode voltage natural conduction. Single phase bridge half controlled rectifier circuit load current is continuous in the pure resistance, while the mouldings α <180 °, c an realize the phase control rectifier, AC power into DC power at the same time, adjusting trigger circuit, which can change the trigger angle regulator; when α >180 °, because the phase conductivity diode, the circuit can not be achieved inverter, output voltage to zero. KEYWORDS:S ingle phase half controlled bridge thyristor rectifier circuit, pure resistive load, adjust phase mouldings

单相桥式半控整流

目录 摘要 (2) 1.设计任务和要求 (3) 设计任务 (3) 设计要求 (3) 2.单相桥式半控整流电路的设计 (2) 设计方案 (2) 主电路的原理与设计 (4) 驱动电路的原理与设计 (5) 错误!未定义书签。 元器件的选取及相关参数计算 (8) 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 电力电子器件的保护 (11) 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 总电路原理图及工作原理 (12) 建模与仿真 (12) 心得体会 (13) 参考文献 (13) 摘要 就是把交流电能转换成直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、驱动电 路、整流主电路、保护电路等组成。它在直流电机调速、发电机的励磁调节、电 解、电镀等领域得到广泛应用。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流电路和 晶闸管组成。而变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压的匹配以及交 流电网与整流电路之间的电隔离(可以减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。 整流电路的种类很多,主要有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式 全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。本课程设计 为单相桥式半控整流电路。 关键字:整流驱动过电压保护变压 单相桥式半控整流电路

1.设计任务和要求 设计任务 单相桥式半控整流电路的技术要求: 设计一单相桥式半控整流电路,对RL负载供电,其中R=10Ω,L=20mH;要求直流输出电压在0~180伏连续可调。 设计要求 1)方案设计 2)完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择 3)触发电路的设计 4)绘制系统电路图 5)利用matlab仿真软件建模并仿真,获取电压电流波形,对结果进行分析 6)撰写设计说明书 2.单相桥式半控整流电路的设计 设计方案 在单相桥式全控整流电路中,每一个导电回路中都有两个晶闸管,即利用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路。实际上对每个导电回路进行控制,只需要一个晶闸管就够了,另一个可以用二极管代替。从而简化整个电路,调节起来也比较方便,并且也节省了成本,这就是单相桥式半控整流电路。 本设计电路主要由触发电路、主电路、和过电压过电流保护电路组成 主电路的原理与设计

单相半波整流电路的设计

单相半波整流电路的设计 摘要 本文主要进行了单相半波整流电路的设计。单相半波整流电流电路的特点是简单,但输出脉动大,变压器二次电流中含有直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁心不饱和,需增大铁心面积,增大了设备的容量。实际上很少应用此种电路。分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点,建立起整流电路的基本概念。晶闸管不同于整流二极管,它的导通是可控的。可控整流电路的作用就是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。在充分理解单相半波整流电路工作原理的基础上,本文设计出了单相半波整流电路带电阻负载、电感负载、阻感负载时的电路原理图,并对其中的相关参数进行了计算,仿真波形对比发现结果正确。 关键词:晶闸管,整流,触发

目录 摘要 .................................................................... 1课题背景............................................... 错误!未指定书签。 1.1选题背景 (1) 1.2参数选择 (1) 2单相半波整流电路的设计................................. 错误!未指定书签。 2.1单相半波整流电路(电阻负载) ..................... 错误!未指定书签。 2.1.1工作原理和电路特点(电阻负载).............. 错误!未指定书签。 2.1.2电路原理图(电阻负载)...................... 错误!未指定书签。 2.1.3参数计算(电阻负载)........................ 错误!未指定书签。 2.1.4仿真波形(电阻负载)........................ 错误!未指定书签。 2.1.5结论(电阻负载)............................ 错误!未指定书签。 2.2单相半波整流电路(电感负载) ..................... 错误!未指定书签。 2.2.1工作原理(电感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.2.3仿真波形(电感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.3单相半波整流电路(阻感负载) ..................... 错误!未指定书签。 2.3.1工作原理(阻感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.3.2电路原理图(阻感负载)...................... 错误!未指定书签。 2.3.3参数计算(阻感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.3.4仿真波形(阻感负载)........................ 错误!未指定书签。致谢 .................................................... 错误!未指定书签。参考文献 ................................................ 错误!未指定书签。

单相全波可控整流电路单相桥式半控整流电路[1]

单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路 一.单相全波可控整流电路 单相全波可控整流电路(Single Phase Full Wave Controlled Rectifier),又称单相双半波可控整流电路。 图1 单相全波可控整流电路及波形 单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。变压器不存在直流磁化的问题。单相全波与单相全控桥的区别是:单相全波中变压器结构较复杂,材料的消耗多。单相全波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,相应的,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。单相全波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而管压降也少1个。因此,单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用 1.电路结构 图2.单相桥式半控整流电路,有续流二极管,阻感负载时的电路及波形 单相全控桥中,每个导电回路中有2个晶闸管,1个晶闸管可以用二极管代替,从而简化整个电路。如此即成为单相桥式半控整流电路(先不考虑VDR)。单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示,四个晶间管组成整流桥,其中vTl、vT4组成一对桥臂,vT 2、vT3组成另一对桥臂,vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极,VT2和VT 4两只品间管接成共阳极,变压器二次电压比接在a、b两点,u2=1.414U2sin(wt) 2.电阻负载 半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。其工作过程如下: a)在u2正半周,u2经VT1和VD4向负载供电。 b) u2过零变负时,因电感作用电流不再流经变压器二次绕组,而是由VT1和VD2续流。 c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3,VT3导通,u2经VT3和VD2向负载供电。 d)u2过零变正时,VD4导通,VD2关断。VT3和VD4续流,u d又为零。 3.续流二极管的作用 1)避免可能发生的失控现象。2)若无续流二极管,则当a突然增大至180 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u d成为正弦半波,其平均值保持恒定,称为失控。3)有续流二极管VDR时,续流过程由VDR完成,避免了失控的现象。4)续流期间导电回路中只有一个管压降,有利于降低损耗。 4.单相桥式半控整流电路的另一种接法

单相半控桥式整流电路设计

单相半控桥式整流电路 设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

摘要随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定。整流的基础是整流电路。由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。整流电路的应用十分广泛。广泛的应用于直流电动机、电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源灯。 本设计研究了单相半控桥式整流电路,对整流电路的原理及特点进行了分析,对整流元件进行了参数计算并选择出了合适的器件。本设计选择KJ004集成触发器做为晶闸管的触发电路,详细的介绍了KJ004的工作原理。本设计还设计了合理的保护电路。最后利用simulink搭建仿真模型。 关键词:半控整流,驱动电路,保护电路,simulink仿真 单相半控桥式整流电路设计 1 主电路的设计 设计目的 (1)、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识,在课程设计实践中全 综合的加以运用,使这些知识得到巩固、提高,并使理论知识与实践技能密切结合起来。 (2)、初步树立起正确的设计思想,掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技 能,培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力,训练设计构思和创新能力。 (3)、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力,能熟悉或较熟悉地应用相关手 册、图表、国家标准,为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。 整流电路的选择 整流电路是电力电子电路中出现最早的一种,整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。20

单相桥式半控整流电路实验报告

课程名称:电力电子技术指导老师:成绩: 实验名称:单相桥式半控整流电路实验实验类型:同组学生姓名: 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.加深单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性、反电势负载时工作情况的理解 2.了解续流二极管在单相器哦啊是半控整流电路中的作用;学会对实验中出现的问题加以分析和解决 3.进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法 二、实验内容和原理 1.实验内容 (1)锯齿同步触发电路的调试 (2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载 (3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载 (4)单相桥式半控整流电路带反电势负载 2.实验原理 (1)单相桥式半控整流电路实验原理 实验电路图如下图所示 由2组锯齿波同步移相触发电路给共阴极的2个晶闸管提供触发脉冲,整流电路的负载可根据要求选择电阻性、电阻电感性负载。 在电源电压正半周时,VT1导通,VT2关断电源,通过VT1和VD4供电。电压过零时,因为电感作用,VT1继续导通,VD3续流 在电源电压负半周时,VT2导通,VT1关断,电源通过VT2和VT3供电。电压过零时,因为电感作用,VT2继续导通,VD4续流。 (2)锯齿波同步移相出发电路实验原理 锯齿波同步移相触发电路的电路图如下图所示

它是由同步检测和锯齿波形成环节、移相控制环节、脉冲形成和放大环节、强触发环节、双窄脉冲形成电路环节组成。 同步锯齿波环节如下图所示: 负半周下降段,VD1导通,C1充电,上负下正,O点接地,R负电位,Q也负电位,VT2反偏截止。 负半周上升段,经过R1给C1充电,上升速度比R点同步电压慢,所以VD1截止,Q点电位1.4V,VT2导通,UQ钳制在1.4V。 VT2截止时,IC1对C2充电,UC线性增长,为锯齿波上升段。 VT2饱和导通,R4较小,C2通过R4、VT2很快放电,形成锯齿波下降段 移相控制环节如下图所示: 利用叠加原理,UT锯齿波电压、UK控制电压、UP初始调整电压如上图所示。 UP的作用就是改变VT4开始导通的时刻,UK的作用就是可以改变输出脉冲相位。

单相全波整流电路的设计电力电子

单相全波整流电路的设计 摘要 随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大,电流中谐波分量相应增大,因此功率因素很低。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就构成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路的适当控制,可以使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,功率因素近似为1。这种整流电路称为高功率因素整流器,它具有广泛的应用前景。 电力电子器件是电力电子技术发展的基础。正是大功率晶闸管的发明,使得半导体变流技术从电子学中分离出来,发展成为电力电子技术这一专门的学科。而二十世纪九十年代各种全控型大功率半导体器件的发明,进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门,包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电,小到一瓦的手机充电器,电力电子技术随处可见。 关键词:电力电子,整流电路

目录 1设计任务 (4) 1.1设计目的 (4) 1.2设计内容 (4) 1.3 设计要求 (4) 2 设计内容 (5) 2.1 基本原理介绍 (5) 2.2电路设计的经济性论证 (6) 2.3主电路设计 (6) 2.3.1 触发电路 (6) 2.3.2 形成与脉冲放大环节 (8) 2.3.2 锯齿波形成与脉冲移相环节 (8) 2.3.3驱动电路 (9) 2.3.4保护电路 (9) 3参数设定 (12) 3.1180°调压 (12) 3.2 移相调压 (14) 4 参数计算 .............................................. 错误!未定义书签。 4.1 计算公式 (16) 4.2 参数选择: (16) 4.3计算:T=1/f=1/50=0.02s (17) 5仿真 (18) 5.1触发角为30度 (18) 5.2触发角为90度 (19) 5.3触发角为120度 (20) 6波形分析 (21) 心得体会 (22) 参考文献 (23)

单相半波可控整流电路仿真实验指导书样本

单相半波可控整流电路仿真实验 一、实验目的和要求 1.掌握晶闸管触发电路的调试步骤与方法; 2.掌握单相半波可控整流电路在电阻负载和阻感负载时的工作; 3.掌握单相半波可控整流电路MATLAB的仿真方法, 会设置各个模块的参数。 二、原理图 单相半波可控整流电流( 电阻性负载) 原理图, 晶闸管作为开关元件, 变压器t器变换电压和隔离的作用, 用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值, 二次电压u2为50hz正弦波波形如图所示, 其有效值为u2, 如图1-1。

图1-1 三、实验模型和参数设置 2.参数设置 仿真参数, 算法( solver) ode15s, 相对误差( relativetolerance) 1e-3, 开始时间0结束时间0.05s, 如图1-3。

图1-3 脉冲发生器: Amplitude=5, period=0.02, Pulse Width=2, 时相延迟( 1/50) x( n/360) s, 如图1-4

图1-4 电源参数, 频率50hz, 电压220v, 如图1-5

图1-5 晶闸管: Ron=1e-3,Lon=1e-5,Vf=0.8,Ic=0,Rs=500, Cs=250e-9如图1-6

图1-6 晶闸管: Ron=1e-3,Lon=1e-5,Vf=0.8,Ic=0,Rs=500, Cs=250e-9. 电源: Up=220, f=50Hz. 脉冲发生器: Amplitude=5, period=0.02, Pulse Width=2 情况一: R=1Ω,L=10mH; a=0°、30°、90°、120°、150°情况二: L=10mH; a=0°、30°、90°、120°、150°

单相半控桥式晶闸管整流电路的设计样本

学号: 课程设计 题目单相半控桥式晶闸管整流电路设计 (带续流二极管)(阻感负载) 学院自动化 专业自动化 班级100...班 姓名 指引教师许湘莲 年12 月29 日

一课程设计性质和目 性质:是电气信息专业必修实践性环节。 目: 1、培养学生综合运用知识解决问题能力与实际动手能力; 2、加深理解《电力电子技术》课程基本理论; 3、初步掌握电力电子电路设计办法。 二课程设计内容: 单相半控桥式晶闸管整流电路设计(带续流二极管)(阻感负载) 设计条件: 1、电源电压:交流100V/50Hz 2、输出功率:500W 3、移相范畴0o~180o 三课程设计基本规定 1、两人一种题目,按学号组合; 2、依照课程设计题目,收集有关资料、设计主电路、控制电路; 3、用MATLAB/Simulink对设计电路进行仿真; 4、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图,阐明主电路工作原理、选取元器件参数,阐明控制电路工作原理、绘出主电路典型波形,绘出触发信号(驱动信号)波形,阐明仿真过程中遇到问题和解决问题办法,附参照资料; 5、通过答辩。

电力电子技术课程设计是在教学及实验基本上,对课程所学理论知识深化和提高。本次课程设计要完毕单相桥式半控整流电路设计,对电阻负载供电,并使输出电压在0到180伏之间持续可调,由于是半控电路,因而会用到晶闸管与电力二极管。此外,还要用MATLAB 对设计电路进行建模并仿真,得到电压与电流波形,对成果进行分析。 核心词:半控整流晶闸管

1 设计基本规定 (1) 1.1设计重要参数及规定:........................................................................................ 错误!未定义书签。 1.2 设计重要功能 (1) 2总体系统 (2) 2.1主电路构造及其工作原理 (2) 2.2 参数计算 (2) 3硬件电路 (4) 3.1 系统总体原理框图 (4) 3.2 驱动电路 (5) 3.2.1 驱动电路方案 (5) 3.2.2 驱动电路设计 (5) 3.3 保护电路 (8) 3.3.1 变压器二次侧熔断器 (8) 3.3.2 晶闸管保护电流 (9) 3.4 触发电路 (10) 4 元器件选取 (11) 4.1 晶闸管 (11) 4.1.1 晶闸管构造与工作原理 (11) 4.1.2 晶闸管选取 (13) 4.2 电力二极管 (13) 5 MATLAB建模与仿真 (14) 6 心得体会 (18) 参照文献 (19)

单相全波整流电路的设计(1)

《电力电子技术》课程设计之 单相全波整流电路的设计 姓名 学号 年级 专业 系(院) 指导教师 2012/8/21

目录 第一章设计任务书 1.1 设计目的 (2) 1.2 设计要求 (2) 1.3 设计内容 (2) 1.4设计题目 (2) 第二章设计内容 2.1 方案的论证与选择 (3) 2.1.1主电路的方案论证 (3) 2.2 主电路的设计 (5) 2.2.1 带阻感负载的单相桥式全控整流电路 (5) 2.2.2 原理图分析 (6) 2.3 电路方案说明 (7) 第三章触发电路 3.1 同步触发电路 (7) 3. 2 晶闸管的触发条件 (7) 3.3 晶闸管的分类 (13) 3.4 同步环节 (13) 3.5 脉冲形成环节 (14) 3.6双窄脉冲形成环节 (14) 3.7 同步变压器 (15) 第四章保护电路的设计 4.1 过电流保护 (16) 4.2 过电压保护 (17) 第五章元器件的选用 (20) 第六章参数的计算 (26) 第七章心得体会 (27)

第八章参考文献 (28) 第一章设计任务书 1.1 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。 1.2 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(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 1.3设计内容: 单相全波整流电路的设计。 1:主电路方案论证 2:电路方框图 3:整流电路方框图 4:电路方案说明 单相整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式可控整流电路,它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。 单相桥式全控整流电路应用广泛,只用四只晶闸管,一个电阻,一个电感,投资比较少,在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载,整流电压波形脉动次数多于半波整流电路。变压器而次绕组中,正负两个半周电流方向相反且波形对称,直流分量为零,不存在变压器直流磁化问题,变压器绕组的利用率高。 单相桥式全控桥整流电路与半波整流电路相比较: (1)a的移相范围相等,均为0~180。 (2)输出电压平均值Ud是半波整流电路的2倍。 (3)相同的负载功率下,流过晶闸管的平均电流减小一半。 (4)功率因数提高了1.414倍。

单相半波可控整流电路实验

单相半波可控整流电路实验

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重庆三峡学院 实验报告 课程名称电力电子技术 实验名称单相半波可控整流电路实验 实验类型验证学时 2 系别电信学院专业电气工程及自动化 年级班别2015级2班开出学期2016-2017下期 学生姓名袁志军学号201507144228 实验教师谢辉成绩 2017 年 4 月 30 日

填写说明 1、基本内容 (1)实验序号、名称(实验一:xxx);(2)实验目的;(3)实验原理;(4)主要仪器设备器件、药品、材料;(5)实验内容; (6)实验方法及步骤(7)数据处理或分析讨论 2、要求: (1)用钢笔书写(绘图用铅笔) (2)凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图 实验三单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 (1)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 (2)掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。 (3)了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件 型号备注 序 号 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”,“励磁电源”等几个 模块。 2 DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”,以及“电感”等几个模块。 3 DJK03-1 晶闸管触发 该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。 电路 4 DJK06 给定及实验器 该挂件包含“二极管”等几个模块。 件 5 D42 三相可调电阻 6 双踪示波器自备 7 万用表自备 三、实验线路及原理 将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极,并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭(防止误触发),图中的R负载用D42三相可调电阻,将两个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上,电感L d在DJK02面板上,有100mH、200mH、700mH 三档可供选择,本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。 四、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V,用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器RP1,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°~170°范围内移动?

(完整版)单相桥式半控整流电路

单相桥式半控整流电路 1.带电阻负载的工作情况 在单向桥式半控整流电路中,VT1和VD4组成一对桥臂,VD2和VT3组成另一对桥臂。在u 正半周(即a 点电位高于b 点电位),若4个管子均不导通,负载电流id 为零,ud 也为零,VT1、VD4串联承受电压u ,设VT1和VD4的漏电阻相等,则各承受u 的一半。若在触发角处给VT1加触发脉冲,VT1和VD4即导通,电流从电源a 端经VT1、R 、VD4流回电源b 端。当u 过零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT1和VD4关断。 在u 负半周,仍在触发延迟角处触发VD2和VT3,VD2和VT3导通,电流从电源b 端流出,经VT3、R 、VD2流回电源a 端。到u 过零时,电流又降为零,VD2和VT3关断。此后又是VT1和VD4导通,如此循环地工作下去。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2和2U2。 整流电压平均值为 α=0时, Ud =Ud0=0.9 U2。 α =180°时, Ud = 0。可见,α角的移相范围为0--180°。θ 的范围为0--180. 向负载输出的直流电流平均值为: 晶体管VT1和VD4,VD2和VT3轮流导电,流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半,即: 流过晶闸管的电流有效值为:

变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等,为 2.带RL负载的工作情况 先不考虑(续流二极管VDR ) 1.每一个导电回路由 1个晶闸管和1个二极管 构成。 2.在u2正半周,处 触发VT1,u2经VT1和 VD4向负载供电。 3.u2过零变负时,因 电感作用使电流连续, VT1继续导通,但因a点 电位低于b点电位,电流 是由VT1和VD2续流, ud=0。 4.在u2负半周,处 触发触发VT3,向VT1加 反压使之关断,u2经VT3 和VD2向负载供电。 5.u2过零变正时, VD4导通,VD2关断。VT3 和VD4续流,ud又为零。 续流二极管VDR 1若无续流二极管,则 当α突然增大至180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ud成为正弦半波,即半周期ud为正弦,另外半周期ud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。 2有续流二极管VDR时,续流过程由VDR完成,避免了失控的现象。 3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。 整流电压平均值为

单相半波整流电路教案 - 1

单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中,单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路、 教学重点和难点 单相半波整流电路的工作原理分析,输出电压极性和波形分析及负载直流电压电流的计算。 (一):师生互动环节(教师展示手机充电器对锂电池充电过程) 师:同学们我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪里得来的呢? 生:是手机充电器供给的(学生异口同声的回答) 师:是的。充电器直接引入的是市电220V,50H Z的交流电能,而手机锂电池需要存储的是低压直流电能,那么请同学们思考下充电器是如何给锂电池充电的呢? 生:先降压后变换(少数学生能回答) 换成脉动的低压直流电能--------单相半波整流电路(板书) (一):单相半波整流电路的结构与工作原理(板书)(约43分钟) 教师提示:“单相”一词是指输入整流电路的交流电是单相交流电。而“半波”一词同学们可在下面讲授的半波整流原理中自己总结,到时老师请同学们回答。(任务驱动法教学可集中学生的听课注意力) 1:电路结构组成(板书) 2:工作原理(板书) 教师引导:输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端,在分析整流原理时应将交流电压分成正、负半周两种情况来考虑。另外为了分析方便,变压器T应假设为无损耗的理想元件,整流二极管V应为理想二极管,负载为纯电阻性负载。 教师提问:①:上面分析了半波整流电路的工作原理,由此可以回答什么是半波整流。 (请学生回答) ②:若在上面图中把整流二极管V极性对调后整理电路的原理又怎样分析

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