第7讲 单相可控整流电路

单相可控硅整流电路一、实训目的：（1）掌握单结晶体管和可控硅的工作原理；（2）了解单结晶体管触发脉冲产生的原理；（3）了解调压的原理；（4）掌握各工作点的输出波形；（5）掌握输出电压与控制角之间的关系。

二、实训器材：220V/12V交流变压器两个，示波器一台，数字式万用表一块，桥堆一个，100Ω电阻两个，8V稳压管1个，100KΩ可调电阻一个，10ＫΩ电阻一个，０.１ｕF电容一个，510Ω电阻一个，单结晶体管（BT33）一个，47Ω电阻两个，二极管两个，可控硅两个，12V灯泡一个，万能板一块，烙铁一个，焊锡若干。

三、实训原理：1、电路分析：如图所示，可控硅整流调压电路，有单结晶体管组成的触发电路和单相桥式半控式整流电路组成。

在图示的触发电路中，由桥式整流电路输出全波整流电压信号，通过限流电阻R1和稳压管后，稳压管使整流电路的输出电压幅值限制在一定值上，输出一梯形波，提供个RC振荡电路，经电容C充放电后输出一锯齿波形电压信号，该信号又作为单结管的发射极的输入电压信号，从而使单结管输出一系列较窄的尖峰脉冲；主电路工作后，当控制极接受到同步信号时，可控硅的阴阳极在正向电压作用下触发导通。

调节充放电回路中的RP，改变控制角a，可改变导通角b，从而达到调节输出电压的目的。

四、实训步骤：（1）根据原理图，选择合适的元器件。

对有极性或有管脚要求的元器件应进行正确的判断，对其他的元件应确认标称参数；（2）按照原理图正确焊接电路；（3）调试触发电路，线路焊好后调节Rp，用示波器观察各工作点的电压波形，直至输出一连续可调的脉冲信号；（4）系统调试，接通主电路，将脉冲信号加入可控硅的控制极，用示波器测试负载两端的电压波形；波形正常后，调节RP，应使灯泡亮度发生变化。

以下是各工作点的的波形图：五、实训小结：（1）掌握了单结晶体管和可控硅的工作原理；（2）了解了单结晶体管触发脉冲产生的原理；（3）了解了调压的原理；（4）掌握了各工作点的输出波形；（5）掌握了输出电压与控制角之间的关系。

单相全波可控整流电路
单相全波可控整流电流也是一种实用的单相可控整流电路，又称单相双半波可控整流电路。

其带电阻负载时的电路如图1 a)所示。

单相全波可控整流电路中，变压器T带中心抽头，在u2正半周，VT1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。

图1 b)给出了u d和变压器一次侧的电流i1的波形。

由波形可知，单相全波可控整流电路的u d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出端或从交流输入端看均是基本一致的。

两者的区别在于：
1) 单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构较复杂。

绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金属资源有限的情况下，这是不利的。

2）单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路少 2 个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少 2 个；但是在单相全波可控
整流电路中，晶闸管承受的最大电压为2 U2，是单相全控桥式整流电路的2倍。

3) 单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而也少了一次管压降。

从上述2)、3)考虑，单相全波电路适宜于在低输出电压的场合应用。

单相可控整流电路工作原理单相可控整流电路是现代电子设备制造中常用的一种电路，在各种小型设计和自动化控制电路中起着重要的作用。

它能将交流电转换为稳定的直流电，并具有控制电路的功能，可以通过改变控制信号来实现不同的工作效果。

本文将从电路组成、工作原理和应用领域等多个方面来分步骤阐述单相可控整流电路的工作原理。

第一步：电路组成单相可控整流电路由交流电源、可控硅、电阻负载和控制电路四个主要组件组成。

其中交流电源可以是标准的220V/50Hz交流电，以正弦波形式输出，可控硅作为电流的开关，可以根据控制电路的不同输入信号而打开或关闭，电阻负载用于限制电路中的电流和电压，控制电路则负责监控电路中的各项参数，并对可控硅进行控制。

第二步：工作原理单相可控整流电路的工作原理是将220V/50Hz的交流电源输入到可控硅电路中，再通过控制电路对可控硅进行控制，实现将交流电转换为平滑的直流电。

在正半周期，控制电路输出正脉冲信号，将可控硅导通，电流从可控硅流过负载，同时电压输出；而在负半周期，控制电路输出负脉冲信号，将可控硅关断，防止电流回流，输出电压为0。

整个周期内，电流的流过负载方向是不变的，使输出电压和电流成为一个正弦波形式的脉动直流信号。

第三步：应用领域单相可控整流电路广泛应用于各种电力电子设备和工业自动化控制系统中。

在电源设计中，它可以将普通的220V/50Hz交流电转换为方便电子设备使用的低电压稳定直流电，并具有过载和短路保护等功能；在工业自动化中，可以通过调节控制信号来调整直流电的大小，从而实现对电动机等设备的启动、停止、控制等。

综上所述，单相可控整流电路是一种能够将交流电转换为直流电并具有控制功能的关键型电路。

它广泛应用于电源设计、工业自动化控制等领域。

因此，对于电子工程师和自动化工程师来说，掌握单相可控整流电路的工作原理和应用技能是非常必要的。

课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院教研室：电气042学号040303061 学生姓名秦丽娜专业班级电气042课程设计（论文）单相可控整流电路设计题目将单相220V 交流电转换为连续可调的直流电，为 1台直流电动机供电 设计的主要任务包括：1、 方案的经济技术论证。

2、 主电路设计。

3、 通过计算选择整流器件的具体型号。

4、 确定变压器变比及容量。

5、 确定平波电抗器。

6、 设计合适的触发电路。

指导教师签字:课程设计{论文>任务指导教师评语及成绩目录第1章课程设计目的与要求 (1)1.1课程设计目的............................................................................................................................................. 1..1.2课程设计的预备知识 ................................................................................................................................. 1.1.3课程设计要求.............................................................................................................................................. 1. 第2章课程设计内容...............................................................................................................2. 第3章课程设计的考核......................................................................................................... .103.1课程设计的考核要求 (10)3.2课程性质与学分........................................................................................................................................ .10 参考文献.................................................................................................................................. 10.第1章课程设计目的与要求1.1课程设计目的“电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。

单相可控整流电路原理
单相可控整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。

其基本原理是通过控制半导体器件（通常是可控硅）的导通和截止来实现对电流的改变。

当交流电压的波峰大于可控硅的导通电压时，可控硅会导通，并且电流会从正向流入负向，形成半波整流。

当交流电压的波峰小于可控硅的导通电压时，可控硅将截止，电路断开，不会有电流通过。

这样，通过控制可控硅的导通时间和截止时间，可以实现对电流的调节。

为了实现精确的电流调节，通常还使用了一个触发电路，用来控制可控硅的导通和截止。

触发电路的输入信号可以来自外部，如调节器、控制器等，也可以来自电路自身，通过电流变压器或电压变压器来实现反馈控制。

在单相可控整流电路中，通常还会使用滤波电路来平滑输出的直流电压。

滤波电路通常由电容器组成，可以将直流电压的纹波成分减小到很小的程度。

总的来说，单相可控整流电路通过控制可控硅的导通和截止，实现对交流电的半波整流，从而将交流电转换为直流电。

通过添加触发电路和滤波电路，可以实现对输出直流电压的精确调节和纹波的减小。

绪论电力变流器是由一个或多个电力电子装置连同变流变压器、滤波器、主要开关及其他辅助设备组成的变流设备，它应能独立运行并完成规定功能。

常见的电力变流器有：整流器，用于交流到直流的变流；逆变器，用于直流到交流的变流；交流变流器，用于交流变流；直流变流器，用于直流变流。

此次课程设计的为变流器中的整流器。

整流电路可以从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可以分为不可控，半控，全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。

单相桥式可控整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其效率高原理及结构简单在单相整流电路中应用较多，在设计单相桥式可控整流电路时，从总电路电路出发根据负载择优选着方便的同步触发电路，并逐一设置各种保护电路使电路安全有效的运行，最终达到整流的目的。

单相可控变流器的设计1总体方案设计与论证1.1课程设计目的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. 晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。

3．重点理解移相电路的功能、结构、工作原理。

4．理解同步变压器的功能。

1.2课程设计任务与要求题目：单相可控变流器的设计初始条件：单相全控桥式可控整流电路或单相半控桥式可控整流电路，电阻-电感性（大电感）负载， R＝1.5Ω，额定负载电流Id ＝40A，最大电流Idmax＝40A。

要求完成的主要任务：1.单相可控主电路设计于参数计算，计算整流变压器参数，选择整流元件的定额。

讨论晶闸管电路对电网的影响及其功率因数。

2.触发电路设计（触发电路的选型，同步信号的定相等）。

3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。

4.系统原理分析。

5.提供系统电路图纸至少一张。

1.3方案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。

Multisim 单相可控整流电路1. 介绍单相可控整流电路是一种常用的电力电子设备，广泛应用于工业控制和能源转换领域。

它可以将交流电转换为直流电，通过控制器件的导通和截止来实现电流的可控。

本文将介绍使用Multisim软件设计和模拟单相可控整流电路的方法和过程，展示实验结果和分析电路性能。

2. 基本原理单相可控整流电路主要由一个可控硅（SCR）和其他辅助电子器件组成。

SCR是一种双向导通晶闸管，只有当控制端施加正向电压脉冲时，才能导通电流。

当电流通过SCR时，可以使用继电器或其他电子器件来实现电流的切换和控制。

电路的基本原理如下： 1. 当输入电压为正向时，SCR控制端施加正向电压脉冲，SCR导通，电流通过。

2. 当输入电压为负向时，SCR控制端施加正向电压脉冲，SCR截止，电流断开。

通过不同的方式控制SCR导通和截止，可以实现电流的可控。

在这个过程中，SCR的导通和截止时间被称为触发角，控制触发角可以控制输出电压的大小和波形。

3. 设计与模拟步骤步骤1：打开Multisim软件首先，打开Multisim软件，并创建一个新的电路设计。

步骤2：选择元件在Multisim软件的元件库中，选择所需的元件，包括SCR、电容、电阻、输入电源等。

步骤3：放置元件将选择的元件放置在工作区域中，通过拖拽和旋转来调整它们的位置和方向。

步骤4：连接元件使用连接线将元件连接起来，确保正确连接并避免交叉连接。

步骤5：设置控制器件设置SCR的触发方式和角度，可以通过设置触发电压和触发角度来控制SCR的导通和截止。

步骤6：设置输入电源设置输入电源的频率、电压和波形等参数，以模拟实际应用中的输入情况。

步骤7：运行模拟点击运行按钮，进行电路模拟。

步骤8：分析结果根据模拟结果，观察输出电压、电流和波形是否符合设计要求。

可以使用示波器和数据采集器来获取电路输出的详细信息。

步骤9：优化设计根据模拟结果，对电路进行调整和优化。

可以尝试改变元件参数、改变触发方式和角度等，以达到更好的电路性能。