目录 第1章概述---------------------------------------------------------------------------- 1.1 课题设计目的及意义-------------------------------------------------- 第２章设计总体思路----------------------------------------------------------------- 2.1系统总体方案确定-------------------------------------------------------- 2.2 交流斩波调压的基本原理----------------------------------------------第3章主电路设计与分析----------------------------------------------------------- 3.1主要技术条件及要求----------------------------------------------------- 3.2 开关器件的选择---------------------------------------------------------- 3.3 主电路计算及元器件参数---------------------------------------------- 3.4 主电路结构设计--------------------------------------------------------- 3.5 主电路保护设计--------------------------------------------------------- 第4章单元控制电路设计----------------------------------------------------------- 4.1主控制芯片的详细说明-------------------------------------------------- 4.1.1 芯片的选择---------------------------------------------------------- 4.1.2芯片的详细介绍----------------------------------------------------- 4.1.3芯片的工作原理----------------------------------------------------- 4.2 驱动电路设计-------------------------------------------------------------- 4.3 过零检测及续流触发电路----------------------------------------------- 4.4控制保护电路设计-------------------------------------------------------- 4.5谐波分析-------------------------------------------------------------------- 第５章总结与体会------------------------------------------------------------------- 参考文献 附录
目录 1设计任务及分析 (1) 1.1 电路设计任务 (1) 1.2 电路设计的目的 (1) 2.1 主电路的原理分析 (2) 3 MATLAB建模与仿真 (5) 3.2 参数设置 (6) 3.3 仿真结果及分析 (7) 总结 (8) 参考文献 (9)
三相晶闸管交流调压电路的设计与 仿真 1设计任务及分析 1.1 电路设计任务 （1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。 （2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。 （3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。 （4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。 1.2 电路设计的目的 电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。 2 主电路的设计
产品简介 LSA-2P16YB,LSA-2P25YB,LSA-2P40YB,LSA-H2P10XYB,单相交流半波调压模块 产品详细信息 LSA-2P16YB,LSA-2P25YB,LSA-2P40YB,LSA-H2P10XYB,单相交流半波调压模块LSA-H2P25XYB,LSA-H2P45XYB,LSA-H2P65XY B,LSA-H2P85XYB,
①、电位器手动控制方式：按图示，电位器中间端接到模块cont端，电位器另两端分别接到模块com端和+5V端。+5V电压由模块本身
内部产生，无须外部提供，只配合手控电位器用，不作它用，所选用的电位器阻值在2-10KΩ间。当控制端cont从0-5Vdc改变时，交流负载上的电压从0伏到最大值线性可调，cont端电压越高，模块输出越大。 ②、0-5Vdc控制方式：按图示，可接受单片机等的0-5Vdc模 拟信号，控制输入正极接cont端、负极接com端，模块内部cont 端相对com端的输入阻抗大于30KΩ。当控制端cont从0-5Vdc 改变时，交流负载上的电压从0伏到最大值线性可调，其中cont 在0-0.7Vdc左右时为全关闭区域，可靠关断整个电路的输出； cont在0.7Vdc-4.3Vdc左右为可调区域，即随着控制电压的增大，移相角α从180°到0°线性减小，导通角增大，交流负载上的电压从0伏增大到最大值；cont在4.3Vdc-5Vdc左右时为全开通区域，交流负载上的电压为最大值（接近电网电压）。 ③、0-10Vdc控制方式：按图示，可接受PLC等的0-10Vdc 模拟信号，模块内部0-10Vdc端相对com端的输入阻抗大于15K Ω。 ④、4-20mA控制方式：按图示，可接受温控表等的4-20mA 模拟信号，模块内部4-20mA端相对com端的输入阻抗为250Ω。当以4-20mA控制输入时，4-5mA左右时为全关闭区域，可靠关断整个电路的输出；5-19mA左右为可调区域，即随着控制电流的增大，移相角α从180°到0°线性减小，交流负载上的电
三相交流固态调压器 ㈠概述 1、晶谷三相交流固态调压器采用进口大规模集成电路设计，内部集三相移相触发电路、单向可控硅、RC阻容吸收回路及电源电路等于一体，可自动或手动调节以改变负载上的电压，从而调节三相输出功率。即在输入控制作用下，产生三相可改变导通角的强触发脉冲信号再去分别控制内部可控硅，实现三相负载电压从0V到电网全电压的无级可调。 2、全面支持4-20mA、0-5Vdc、0-10Vdc、1-5Vdc、0-10mA等输入自动控制模式，也可用手动控制，输出电压从0V到最大值线性可调，输入调节范围宽，输出调节精度高，三相对称性好，抗干扰能力强。 3、调压器无须外接同步变压器，也无须外部输入直流控制电源。 4、调压器能适应变压器等感性负载或电加热等阻性负载，负载Δ形或Y形接法均可，Y形接法时负载中心点不必接入N线。调压器也适用于小功率三相力矩电机的调速，及风机、水泵等的调速，也可应用于交流电机的缓启动。 5、调压器采用SMT工艺，DCB陶瓷基板，体积小，外围接线少，性能稳定，使用方便，可靠性高。 6、调压器有LED电源指示和输出调节量指示。 7、调压器已内置可控硅保护电路，无须外接。 8、调压器适用于三相四线制电路，交流380V±10%，频率：50Hz。自动判别相序，电路的进线R、S、T无相序要求。 9、各输入控制端与强电主回路之间为全隔离设计，绝缘介质耐压大于2000 Vac。 ㈡调压器负载输出端电流等级及型号如下表： T3SCRH +可控硅”的组合方式，性价比高，故障损失小。 ㈢型号命名：JG —T H 3 P 150 Y JG---晶谷交流固态调压器 T---三相交流 H---增强型，缺省为普通型 额定工作电压，3：380V ac P---交流随机型输出 单位：安培（A） Y---一体化 ㈣外形尺寸：长105 x宽75 x高35mm
简易可控硅交流调压器原理图及工作原理介绍 本文介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 可控硅交流调压器电路原理： 电路图如下可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C 充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容 。 C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W 的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。
目录 第1章概述 (1) 第２章设计总体思路 (3) 2.1 系统总体方案确定 (3) 2.2 交流斩波调压的基本原理 (8) 第3章主电路设计与分析 (9) 3.1主要技术条件及要求 (9) 3.2 开关器件的选择 (9) 3.3 主电路计算及元器件参数选型 (9) 3.4 主电路结构设计 (11) 3.5 主电路保护设计 (12) 第4章单元控制电路设计 (14) 4.1主控制芯片的详细说明 (14) 4.1.1 芯片的选择 (14) 4.1.2 芯片的详细介绍 (14) 4.1.3 芯片的工作原理 (15) ⒈器件内部结构 (15) ⒉欠压锁定功能 (16) ⒊系统的故障关闭功能 (16) 4. 波形的产生及控制方式分析 (16) 4.2 驱动电路设计 (17) 4.3 过零检测及续流触发电路 (18) 4.4 控制保护电路设计 (19) 4.5谐波分析 (20) 第5章总结与体会 (22) 第6章附录 (23) 参考文献 (24)
第1章概述 交流调压是指把一种交流电变成另一种同频率，不同电压交流电的变换，而在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压，而斩控式交流调压的输入是正弦交流电压，这种斩控式交流调压电路的优势是功率因素接近1，电压、电流波形好，谐波成分频率高，电路简单，且可靠性高。而利用PWM技术后，控制灵活，动态响应快。 目前能够实现这一要求的调压器有下面三种： 1)磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。 2)机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。 3)电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。目前有晶闸管凋压器和逆变式调压器两种。晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应较好。 在工业生产及日用电气设备中，有不少交流供电的设备采用控制交流电压来调节设备的工作状态，如加热炉的温度、电源亮度、小型交流电机的转速等。这样就需要设计一种交流调压电路来控制，其基本原理是把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力。在每一个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。采用晶闸管作为开关元件的典型单相交流调压电路如图1所示。常用通断控制或相位控制方法来调节输出电压。
三相全隔离一体化交流移相调压器模块 ㈠概述 1、无须外接同步变压器，也无须外部输入直流控制电源。 2、采用大功率晶闸管芯片和低热阻铜瓷键合（DCB）底板，体积小，性能稳定，可靠性高。 3、全面支持4-20mA、0-5Vdc、0-10Vdc、1-5Vdc、0-10mA 等输入自动控制模式，也可用手动控制。输入调节范围宽，输出调节精度高，三相对称性好，抗干扰能力强。 4、输入控制端与强电主回路之间为全隔离设计，绝缘介质耐压大于2000 Vac，采用UL认可的安全电子元件。 5、有线性补偿功能，输出特性曲线为线性。 6、更小的谐波干扰，产品已内置可控硅保护电路。 7、产品能适应变压器等感性负载或电加热等阻性负载，负载Δ形或Y形接法均可，Y形接法时平衡的三相负载中心点不必接入N线。 8、产品也适用于小功率三相力矩电机的调速，及风机、水泵等的调速，也可应用于交流电机的缓启动。 9、有LED电源指示和输出调节量指示。10、产品适用于三相四线制电路，交流380V±10%，频率：50Hz。自动判别相序，电路的进线R、S、T无相序要求。如用户需在其他电压下使用，或无零线时，可向我公司定制。 ㈡模块负载输出端电流等级及型号如下表： 每相电流15A35A50A70A 型号LSA-TH3P15Y LSA-TH3P35Y LSA-TH3P50Y LSA-TH3P70Y 每相电流90A120A150A200A 型号LSA-TH3P90Y LSA-TH3P120Y LSA-TH3P150Y LSA-TH3P200Y 注：特殊规格的可联系我公司定制。200A以上大电流可采用我公司“三相触发器TSR+随机型固态继电器”或者“三相触发器T3SCRH +可控硅”的组合方式，性价比高，故障损失小。
高频斩波式交流调压电源 说明书 前言 1．课题来源 单相交流电源的应用是非常广泛的。比如在农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。对于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。目前能够实现这一要求的调压器有下面三种： 1)磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，而且体积和重量均较大。 2)机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。 3)电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。目前有晶闸管凋压器和逆变式调压器两种。晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应较好。 从上面可知，逆变式电子调压器具有最好的综合性能。逆变式电子调压器的结构不仅具有调压、稳压的能力，而且还可以实现频率的变换。它是通过AC/DC/AC变换实现的。具有中间直流环节——储能电容和变换效率低是它的不足。
2、解决方法 随着现代电力电子技术的发展，单相电源变换技术也有了很大的进步，先后出现了多种利用全控器件的交—交直接变换方案。本文基于矩阵式变换理论，提出一种矩阵式单相电源变换电路，该电路只使用两个双向开关管，可以实现输出电压连续可调及获得高正弦度的输入电流波形。 采用单相—单相矩阵式电力变换。通过一组开关函数可以将输入的工频交流电压转换成幅值和频率均可调的单向交流电压。 3、优势 本文提出采用MOSFET的斩波式交流调压器，相对单片机和DSP控制器来说，没有复杂的程序控制，使该调压器具有调节方便、动态响应快、对电网谐波污染小、装置功率因数较高等优点。用于交流电压的调节和控制，有更好的性能和应用前景。 一、系统工作原理 1、高频交流斩波调压的基本原理 交流斩波调压的原理波形如图1所示。由图可知，它是用一组频率恒定、占空比可调的脉冲，对正弦波电压进行调制后，得到边缘为正弦波、占空比可调的电压波形。该电压的调制频率f0，其基本谐波频率为50Hz。改变占空比，即可改变输出电压。利用具有自关断能力的电力半导体器件就可方便地
引言 三相电路在工业领域中有广泛使用，但工业需求的电压大多不是直接的380V，经常需要用到变流装置。目前普遍采用的是三相全控桥式晶闸管变流电路。在三相变流控制电路中最主要的是晶闸管的触发电路，晶闸管的模拟触发技术已经很成熟，这类电路具有精度高、抗干扰能力较强、快速、性能显著、成本较低等优点。晶闸管触发器是以晶体管等为主要元件分立式元件所组成的电路，这种电路需使用6个这样功能上基本相同但触发控制相位角不同的电路组成。虽然晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，目前国内常用的有 KJ系列和 KC系列，但由这种集成电路组成的触发器仍需用几个集成块共同组成三相全控桥式电路中6个晶闸管的脉冲触发电路。三相全控制桥式变流电路的触发控制系统，不仅制作工艺繁杂，电路调试复杂，而且体积大，某些技术性能不是很好。个别有采用单片大规模高性能晶闸管三相触发器集成电路。但模拟触发器存在电路较复杂脉冲对称度差、调试困难、元器件受温度等环境因素影响较大而稳定性较差的缺点。 本三相调压器采用 AT89C2051单片机，利用三个过零检测变压器，防止误触发，借助巧妙的软件设计便实现了模拟触发器的所有功能，组成了以晶闸管触发的全数字智能化三相调压器。它仅用一片单片机就具有相序自适应，电压控制直观化、初始电压自动设置等功能。而且可根据晶闸管触发器在三相半控、半波电路和三相全控桥、三相交流调压电路等电路的需要选择触发脉冲为单列宽脉冲和双窄脉冲，并可以利用电位器和键盘联合使用来控制输出的电压，实时显示当前电压。 采用以单片机为核心控制的晶闸管脉冲触发器电路简单，操作方便，整个控制面板集成度高，面积比以往的控制电路缩减了许多。目前采用以单片机为核心控制晶闸管触发器的三相调压器的生产厂还很少，还处于研发阶段，因此具有较广阔的应用前景。 第一章AT89C2051性能参数简介 AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS－51 指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高生价比的应用场合[1]。 AT89C2051主要性能参数: ⑴与MCS-51产品指令系统完全兼容;
单相交流调压器仿真 摘要：基于单相交流调压器的结构和工作原理,建立了一种基于Matlab的仿真模型,具有原理清晰,仿真时短,占用资源少的优点。 关键词：单相交流调压器、晶闸管、MATLAB、仿真 一．工作原理 1.交流调压电路 概念：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控 制来调节输出电压的有效值。 原理： 两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶 闸管的控制就可控制交流电力。 应用：交流调压电路（1）灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)； （2）异步电动机软起动； （3）异步电动机调速； （4）供用电系统对无功功率的连续调节； （5）在高压小电流或低压大电流直流电源中， （6）用于调节变压器一次侧电压。 2.主要元件晶闸管介绍 ⑴晶闸管的工作原理 晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。 静态特性：
①当AK之间加上反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通； ②当AK之间加上正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通； ③晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用； ④要使晶闸管关断，只有使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。动态特性 晶闸管的开通和关断过程波形 ①开通特性 延迟时间td：从门极电流阶跃时刻开始，到阳极电流上升到稳态值的10%所需的时间； 上升时间tr：阳极电流从稳态值的10%上升到稳态值的90%所需的时间；开通时间tgt为以上两者之和： tgt=td+ tr 普通晶闸管延迟时间为0.5~1.5s，上升时间为0.5~3s。 ②关断特性 通常采用外加反电压的方法将已导通的晶闸管关断。 突加反向阳极电压后，由于外电路电感的存在，晶闸管阳极电流的下降会有一个过程，当阳极电流过零，也会出现反向恢复电流，反向电流达最大值IRM后，再反方向快速衰减到接近于零，此时晶闸管恢复对反向电压的阻断能力。电流过零到反向电流接近于零所经历的时间称为反向阻
第1章概述 在工业生产及日用电气设备中，有不少交流供电的设备采用控制交流电压来调节设备的工作状态，如加热炉的温度、电源亮度、小型交流电机的转速等。这样就需要设计一种交流调压电路来控制，其基本原理是把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力。在每一个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。采用晶闸管作为开关元件的典型单相交流调压电路如图1所示。常用通断控制或相位控制方法来调节输出电压。 交流调压电路也广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。在供用电系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高压小电流或低压大电流中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联，同时，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计
制造。 交流调压是指把一种交流电变成另一种同频率，不同电压交流电的变换。按所变换的相数不同交流调压电路可分为单相交流调压电路和三相交流调压电路。前者是后者的基础。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
第２章设计总体思路 2.1 系统总体方案确定 交流调压的控制方式有三种：①整周波通断控制；②相位控制；③斩波控制。整周波控制调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。晶闸管导通时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图2所示。改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。为了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由控制周期决定的分数次谐波，这些分数次谐波引起电网电压闪变。这是其缺陷。 相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法,控制输出电压。晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。在有效移相范围内改变触发滞后角，即能改变输出电压。有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最大,纯感性负载最小。图3是阻性负载时相控方式的交流调压电路的输出电压波形。相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量，当负载是电动机时，会使电动机产生脉动转矩和附加谐波损耗。另外它还会引起电源电压畸变。为减少对电源和负载的谐波影响，可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
课程设计报告书 所属课程名称电气工程设计软件计算机操作 题目三相交流调压电路设计 分院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2013年6月28日
目录 第一章课程设计内容及要求 (3) 第二章单相交流调压电路的分析 (3) 第三章三相交流调压电路设计 (7) 3.1三相交流调压电路的比较 (7) 3.2三相三线交流调压电路的原理分析 (8) 3.3 仿真电路设计 (11) 第四章电路仿真效果图 (14) 第五章课程设计心得体会 (20) 参考文献（资料） (22)
第一章课程设计内容及要求 根据单相交流调压电路的原理，设计一个三相交流调压电路。通过MATLAB/SIMULINK仿真分别得到控制角α=0°、α=30°和α=90°时的输出电压和电流波形，以及各相触发脉冲波形。负载考虑纯电阻情况，触发脉冲可通过脉冲宽度调制技术得到。仿真电路设计步骤如下： A.根据设计要求设计方案，对要求进行分析。提出初步的设计方案。 B.然后对方案进行比较，选定合适设计方案。 C. 完成单元电路的设计和主要元器件的参数选择，完成主电路的原理分析。 D.把各个元器件和单元电路连接成我们所需要的仿真电路图，对搭建的仿真的进行检验。 E.如果仿真电路图无误，对所需的结果进行仿真。 最后，把仿真出来的效果图，写到课程设计报告里。 第二章单相交流调压电路的分析 所谓单相交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流
电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出交流电压的有效值。其输出波形是对称的，设正、负半波的控制角均为α。当负载电阻为R，输入的电源电压有效值为U1，则此电路的基本电气参数如下： 1.负载电阻R上的交流电压有效值： 2.负载电阻R上的电流有效值： 3.功率因数λ： 4.晶闸管的电流平均值： 5..晶闸管电流有效值I及其通态平均电流：
第一篇： 可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 1：电路原理：电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。 2：元器件选择 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。 第二篇： 本例介绍的温度控制器，具有SB260取材方便、性能可靠等特点，可用于种子催芽、食用菌培养、幼畜饲养及禽蛋卵化等方面的温度控制，也可用于控制电热毯、小功率电暖器等家用电器。
湖南工程学院应用技术学院课程设计任务书 课程名称：电力电子技术 题目：斩控式单相交流调压电源设计 专业班级：电气118 学生姓名：学号: 指导老师：刘星平蔡斌军李祥来等审批：谢卫才 任务书下达日期2014年5 月12日 设计完成日期2014年5月23 日
目录 第1章概述 (1) 1.1 交流调压在生活中的应用 (1) 1.2 关于单向调压器 (1) 1.3 关于本课题 (2) 第２章设计总体思路 (3) 2.1 系统总体方案确定 (3) 2.2 交流斩波调压的基本原理 (7) 第3章主电路设计与分析 (8) 3.1 主要技术条件及要求 (8) 3.2 开关器件的选择 (8) 3.3 主电路计算及元器件参数选型 (8) 3.4 主电路结构设计及分析 (9) 第4章主控制芯片的详细说明 (10) 4.1 芯片的选择 (10) 4.1 芯片的详细介绍 (10) 4.1芯片的工作原理 (11) 第5章实验调试 (13) 第6章总结与体验 (19) 附录A 参考文件及评分表
第1章概述 1.1交流调压在生活中的应用 交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常用交流高压电路调节变压器一次电压。因此交流调压电路广泛存在于农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。 1.2关于单相调压器 对于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。目前能够实现这一要求的调压器有下面三种： 磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。 机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。 电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应较好。 从上面可知，逆变式电子调压器具有最好的性能。逆变式电子调压器的结构不仅具有调压、稳压的能力，而且还可以实现频率的变换。它
可控硅交流调压器 可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 1：电路原理：电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR 的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张
弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。 2：元器件选择 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。
一、概述 1.1前言 除了采用相位控制方式，交流电压的调压还可以采用斩波式调压，其基本原理与直流斩波电路类似，均采用斩波控制方式，所不同的是，直流斩波电路的输入端是直流电源，而交流斩波调压电路的输入是正弦交流电源。 1.2设计的目的 1通过对交流斩波调压电路的设计，复习直流斩波电路的工作原理。 2了解与熟悉交流斩波电路的拓扑、控制方法。 3理解和掌握交流斩波电路及系统的主电路，控制电路和保护电路的设计方法，掌握器件的选择计算方法。 4具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力。 1.3设计的要求 1理论设计：了解掌握交流斩波电路的工作原理，设计斩波电路电路的主电路和控制电路。包括：MOSFET电流、电压额定值的选择，驱动保护电路的设计。 2．仿真实验：利用MATLAB仿真软件对交流斩波电路和控制电路进行仿真建模，并进行仿真实验。 二主电路的设计 2.1电路图设计 主电路设计所需要的器件：交流电压源Ui=220，电阻R，电感L，电容，二极管D1、D2、D3、D4,全控型器件（MOSFET）T1、T2、T3、T4。主电路如图1 图1 （A）串联式（B）并联式 2．1工作原理 交流斩波调压可视作将交流电源的正负半周分别当做一个短暂的直流电源。 交流斩波调压电路通常采用全控型器件作为开关器件。本次试验中，选择MOSFET作为开关器件。其原理图如图1所示（A为串联式，B为并联式）。在交流电源的正半周，用T1进行斩波控制，T3、D3为感性负载电流提供续流通路；在交流电源的负半周，用T2进行斩波控制，T4、D4为负载电流提供续流通路；因输入，输出均为交流电压，T1、T2、T3、T4均需要有双向阻断能力，因此在各支管支路中要串联快恢复二极管D1、D2、D3、D4,
可控硅交流调压器的工作原理及其相关应用 基本介绍 可控硅交流调压器：是一种以可控硅(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的 电源功率控制电器，简称可控硅调压器，又称可控硅调功器，可控硅调整器，晶闸管调整器，晶闸 管调压器，电力调整器，电力调压器，功率控制器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快 体积小、重量轻、效率高、寿命长、以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。 工作原理 可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 1：电路原理：电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1D4整流，在可控硅SCR的
A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R 4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。 2：元器件选择调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为 1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0、3A的硅整流二极管,如2CZ21 B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。 应用领域 “晶闸管调功器”通过对电压、电流和功率的精确控制，从而实现精密控温。并且凭借 其先进的数字控制算法，优化了电能使用效率。对节约电能起了重要作用。 “晶闸管调功器”广泛应用于以下领域：
实验报告 课程名称：现代电力电子技术 实验项目：三相交流调压电路实验 实验时间： 实验班级： 总份数： 指导教师：朱鹰屏 自动化学院电力电子实验室 二〇〇年月日
广东技术师范学院实验报告 学院：自动化学院专业：电气工程及其自 动化 班级：成绩： 学号：组别：组员： 实验地点：电力电子实验室实验日期：指导教师签名： 实验（八）项目名称：三相交流调压电路实验 1.实验目的和要求 (1)了解三相交流调压触发电路的工作原理。 (2)加深理解三相交流调压电路的工作原理。 (3)了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。 2.实验原理 交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装置中使用双窄脉冲。实验线路如图3-23所示。图中晶闸管均在DJK02上，用其正桥，将D42三相可调电阻接成三相负载，其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。
图3-23三相交流调压实验线路图 3.主要仪器设备 4.实验内容及步骤 实验内容 (1)三相交流调压器触发电路的调试。 (2)三相交流调压电路带电阻性负载。 实验方法 (1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 ①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。 ②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。
③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。 ④观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。 ⑤将DJK06上的“给定”输出U g直接与DJK02-1上的移相控制电压U ct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即U ct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使α=180°。 ⑥适当增加给定U g的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。137********yh897 ⑦用8芯的扁平电缆，将DJK02-1面板上“触发脉冲输出”和“触发脉冲输入”相连，使得触发脉冲加到正反桥功放的输入端。 ⑧将DJK02-1面板上的U lf端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的“正桥触发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1～VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。 (2)三相交流调压器带电阻性负载 使用正桥晶闸管VT1～VT6，按图3-23连成三相交流调压主电路，其触发脉冲己通过内部连线接好，只要将正桥脉冲的6个开关拨至“接通”，“U lf”端接地即可。接上三相平衡电阻负载，接通电源，用示波器观察并记录α=30°、60°、90°、120°、150°及180°时的输出电压波形，并记录相应的输出电压有效值，填入下表: 5.实验数据记录和处理
斩控式交流调压电路实验报告 交流调压的控制方式有三种：①整周波通断控制。整周波控制 调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。晶闸管导通 时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个 周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图1-1 所示。改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。为 了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引 起对电网的冲击，产生由控制周期决定的奇数次谐波，这些谐波引 起电网电压变化，造成对电网的污染。 图1-1周期控制的电压波形 ②相位控制。相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法, 控制输出电压。晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称 为触发滞后角α。在有效移相范围内改变触发滞后角，即能改变输 出电压。有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最
大,纯感性负载最小。图1-2是阻性负载时相控方式的交流调压电路 的输出电压波形。相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。另外 它还会引起电源电压畸变。为减少对电源和负载的谐波影响，可在 电源侧和负载侧分别加滤波网 络。b5E2RGbCAP ③斩波控制。斩波控制调压——使开关在一个电源周期中多次通断，将输入电压切成几个小段，用改变段的宽度或开关通断的周期来调 节输出电压。斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。图1-2为斩波控制的交流调压电路的输出电压波形。 p1EanqFDPw 图1-2相位控制的电压输出波形 在斩波控制的交流调压电路中，为了在感性负载下提供续流通路， 除了串联的双向开关S1外，还须与负载并联一只双向开关S2。当 开关S1导通，S2关断时，输出电压等于输入电压；开关S1关断，S2导通时,输出电压为零。控制开关导通时间与关断时间之比即能
TSGC2J 三相接触式调压器技术参数
上海黎茂电器设备制造有限公司
产品概述
可连续调节输出电压 0—430V，具有无波形失真、体积小、效率高、使用方便、运行可靠等特点。
使用范围
该系列调压器可广泛用于工业(如化工、冶金、仪器仪表、机电制造、轻工等)，科学实验，公用设 备、家用电器中，以实现调压、控温、调速、调光及功率控制等目的，是一种理想的交流调压电器。
技术参数
相数 额定频率 额定输入电压范围（V） 输出电压范围（V） 三相 50HZ 380 0～430
规格型号及产品尺寸
规格型号 3KVA 6KVA TSGC2 系列三 9KVA 相调压器 15KVA 20KVA 30KVA 380V 0-430V 输入电压 输出电压 额定容量 产品尺寸(cm) 4A 8A 12A 20A 27A 40A 27×17×42 26×21×46 28×21×48 32×24×57 33×24×80 33×24×150 重量(kg) 20 28 35 48 90 155 台装 1 1 1 1 1 1
安装、使用与维护
1、电源电压应符合调压器铭牌上的输入电压； 2、调压器必须良好接地，以保证安全； 3、使用时应经常注意输出电流不超过额定值，否则易使调压器寿命降低，甚至烧毁； 4、使用时应缓慢均匀地旋转手轮，以免引起电刷损坏或产生火花； 5、应经常检查调压器的使用情况，如发现电刷磨损过多、缺损、应及时损换同种规格的电刷，并 用零号砂纸垫在电刷下面转动手轮数次，使电刷底面磨平，接触良好，方可使用；
6、线圈与电刷接触的表面，应经常保持清洁，否则易加大火花而烧坏线圈表面。如发现线圈表面 烧有黑色斑点，可用棉纱沾酒精擦去，直到表面斑点除去为止； 7、从电源接至调压器，调压器接到负载的导线和导线端子应接触良好并能通过调压器额定电流； 8、搬动调压器时不得用手轮，而应用提手或将整个产品提起移动； 9、调压器需要横装大面板上或立装在其它底座上时可利用调压器底座的安装孔加以固定； 10、调压器经常保护清洁不允许有水滴，油污等落入调压器内部，调压器须定期停电除去内部积聚 的尘埃；
使用注意事项
该系列调压器应在室内使用，正常使用条件为： 1,环境温度：－15℃～＋45℃ 2,海拔高度不超过 1000m 3,相对适度：≤90％ 4,电源电压波形：电源电压波形近似于正弦 5,安装场所应无严重影响调压器绝缘的气体，蒸汽，化学沉积，灰尘，污垢及其他爆炸性和侵侵蚀性 介质；安装场所应无严重振动或颠簸。 6,户内使用 7,不准多台并联使用,否则会烧坏调压器凡不符合上述规定的特殊使用条件， 应由使用单位和我厂协商 确定。