三相桥式整流设计正文

第1章绪论1.1设计目的1、熟悉matlab/simulink/power system中的仿真模块用法及功能；2、根据设计电路搭建仿真模型；3、设置参数并进行仿真4、给出不同触发角时对应电压电流的波形；5、能够按照要求独立完成课程设计部分；6、学会查阅技术手册和文献资料，撰写课程设计论文。

1.2设计任务1、制定设计方案；2、主电路设计及主电路元件选择；3、驱动电路和保护电路设计及参数计算；器件选择；4、绘制电路原理图；5、总体电路原理图及其说明。

1.3设计要求1、熟悉matlab/simulink/power system中的仿真模块用法及功能；2、根据设计电路搭建仿真模型；3、设置参数并进行仿真；4、给出不同触发角时对应电压电流的波形；第2章 电路设计2.1方案分析与选择单相可控电路与三相可控电路相比，有结构简单，输出脉动大，脉动频率低的特点，但其不适于容量要求高的情况，而三相可控整流电路有与之基本相反的特点，对于相当于反电动势负载的电动机来说，它能满足其电流容量较大，电流脉动小且连续不断的要求。

对于容量为高容量的电机，应选用三相可控整流电路整流。

三相桥式整流电压的脉动频率比三相半波高一倍，所需平波电抗器的电感量也减小约一半。

三相半波虽具有接线简单的特点，但由于其只采用三个晶闸管，所以晶闸管承受的反向峰值电压较高，并且电流是单方向的，存在直流磁化问题。

三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相可控整流电路。

在电子设备中有时也会遇到功率较大的电源，例如几百瓦甚至超过1—2kw 的电源，这时为了提高变压器的利用率，减小波纹系数，也常采用三相整流电路。

另外由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量，为此在应用中较少。

而采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。

虽然三相桥式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控整流电路的少，但是三相桥式全控整流电路的输出电流波形便得平直，当电感足够大时，负载电流波形可以近似为一条水平线。

一、设计的基本要求1.1、主要技术数据1)电源电压：交流220V/50Hz2)输出电压范围50V~100V3)最大输出电流：10A4)具有过流保护功能，动作电流：12A5)具有稳压功能6)效率不低于70%1.2、主要用途三相桥式整流电路在电力电子领域中的应用及其重要，也是应用最为广泛的电路。

不仅在一般的工业领域的应用非常广泛，如中频炉、发电机励磁、自动控制等，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统、以及其他领域。

二、总体方案三、电路原理说明3.1、主电路原理说明3.1.1、工作原理三相全控桥式整流电路是由一组共阴极接法的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串起来组成的，如上图所示。

为了便于表达晶闸管的导通顺序，把共阴极组的晶闸管依次编号为VT1、VT3、VT5，而把共阳极组的晶闸管依次编号为VT4、VT6、VT2。

假设六个晶闸管换成六个整流二极管，则电路为不可控电路。

相当于晶闸管触发角α=0°时的情况。

三相电压正、负半周各有三个自然换相点，六个自然换相点依次相差60°。

对于共阴极组，阳极电位最高的器件导通；对于共阳极组，阴极电位最低的器件导通。

六个自然换相点把一个周期分成以下六段：1)ωt1＜ωt≤ωt2时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT6导通，ud=uab。

2)ωt2＜ωt≤ωt3时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT2导通，ud=uac。

3)ωt3＜ωt≤ωt4时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT2导通，ud=ubc。

4)ωt4＜ωt≤ωt5时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT4导通，ud=uba。

5)ωt5＜ωt≤ωt6时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT4导通，ud=uca。

6)ωt6＜ωt≤ωt1时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT6导通，ud=ucb。

通过以上分析，可知三相全控桥式整流电路有以下几个基本特点：1)任何时刻必须有两个晶闸管同时导通，一个为共阴极组，一个为共阳极组，以便形成通路2)晶闸管在组内换相，同组内晶闸管的触发脉冲互差120°，由于共阴极组与共阳极组的自然换相点互差60°，所以每隔60°有一个元件换相。

课程设计任务书学生姓名：杨专业班级：自动化指导教师：工作单位：信息工程系题目：三相全控桥式整流电路的设计一．初始条件：1．直流电动机额定参数： PN=10KW, UN=220V, IN =50A,n=1000r/min，电枢电阻NRa=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感LD =7mH，励磁电压UL=220V 励磁电流IL=1.6A.2.进线交流电源：三相380V3.性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。

使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。

二．要求完成的主要任务：1. 三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。

2.触发电路设计。

触发电路选型（可使用集成触发器）。

3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。

4.提供系统电路图纸不少于一张。

三．时间安排：指导老师签字：年月日1引言整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路, 不仅用于一般工业, 也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域. 因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义, 这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环, 而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用. 因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。

2设计的步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑷进行调试与修改⑸撰写课程设计说明书3设计方案选择及论证3.1三相桥式全控整流电路（如图3-1）应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）编号：1、3、5，4、6、2阻感负载时的工作情况a≤60°时，u d波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压u d波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流i d波形不同。

引言AC／DC变换电路是能够直接将交流电能转换为直流电能的电路，泛称整流电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

它在直流电动机的调速、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，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。

整流电路的种类有很多，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。

三相桥式全控整流电路与三相半波电路相比，输出整流电压提高一倍，输出电压的脉动较小、变压器利用率高且无直流磁化问题。

由于在整流装置中，三相桥电路晶闸管的最大失控时间只为三相半波电路的一半，故控制快速性较好，因而在大容量负载供电、电力拖动控制系统等方面获得广泛的应用。

1 三相桥式全控整流电路的概述1.1 三相桥式全控整流电路的原理图图1-1三相桥式全控整流电路的原理图习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。

此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。

从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。

1.2 工作原理和波形分析整流电路的负载为纯电阻负载。

假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o时的情况。

图1-2三相桥式全控整流电路电阻负载α=0o时波形对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通；对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通；任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个SCR 处于导通状态。

其余的SCR均处于关断状态。

目录1 方案设计 (1)2 主电路分析及元件的选择 (2)2.1 主电路的原理分析 (2)2.2 整流变压器的选择 (3)2.3 晶闸管的选择 (4)2.4 平波电抗器的参数计算 (5)3 触发电路的设计 (6)3.1 触发电路的作用及要求 (6)3.2 触发电路的选择 (7)4 保护电路设计 (11)4.1 过电压保护电路设计 (11)4.2 过电流保护电路设计 (12)4.3 缓冲电路的设计 (12)5 MATLAB仿真及结果分析 (14)5.1 MATLAB建模及仿真 (14)5.2 仿真结果及分析 (14)附录Ⅰ (17)附录Ⅱ (18)参考文献 (19)三相桥式整流电路的设计1 方案设计整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电，应用广泛。

当整流负载容量较大，或要求直流电压脉冲较小时，应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。

三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。

本设计要求整流电路带直流电机负载，希望获得的直流电压脉冲较小，所以用三相全波整流比较合理。

三相桥式全控和三相桥式半控是常见的三相桥式可控全波整流电路。

三相半控桥式整流电路适用于中等容量的整流装置或不要求可逆的电力拖动中，它采用共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成，电路兼有可控与不可控两者的特性。

共阳极组的三个整流二极管总是在自然换流点换流，使电流换到阴极点为更低的一相中去。

该电路在使用中需加设续流二极管，以避免可能发生的失控现象，所以电路不具备逆变能力。

虽然三相半控电路相应触发电路较简单，但只能用于整流不能用于逆变，现在很少使用。

本设计选择使用三相桥式全控整流电路。

整流电路的输入部分是变压器，作用是降低或减少晶闸管变流装置对电网和其它用电设备的干扰，将整流电路与电网隔离，并将电网电压值转变为整流所需输入值。

整流部分是六个晶闸管，是由共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。

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。

因此，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1）培养综合应用所学知识，并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力；2）较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。

3）培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；4）培养分析、总结及撰写技术报告的能力。

1.2课程设计的预备知识熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。

1.3 课程设计要求1、单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载,L=700mH,R=500欧姆.2、技术要求:1)、电源电压：交流100V/50Hz2)、输出功率：500W3)、移相范围0º~90º按课程设计指导书提供的课题，根据基本要求及参数独立完成设计。

第2章课程设计方案的选择2.1整流电路单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。

而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。

单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载）电路简图如下：TLu(a)图2.1此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，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。

单相全控桥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。

单相全控桥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。

根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。

三相桥式可控整流电路设计首先介绍一下三相变压器，它是将三相交流电压变换为电压合适的电流输出给桥式整流电路的关键部件。

变压器有三个独立的绕组，每个绕组都与一相输入电源相连。

其中一个绕组是主绕组，另外两个是副绕组。

主绕组将输入的三相交流电压变换为所需的输出电压，副绕组负责提供辅助励磁电流。

变压器的设计需要考虑变比和功率转换的效率。

接下来是桥式整流电路的设计。

桥式整流电路由四个可控硅管（SCR）或可控二极管（IGBT）组成。

这些器件可通过控制电压和电流的方式来控制整流电路的输出。

当控制电压施加在器件的门极上时，硅管或二极管会导通，输出电流的方向就会改变。

整流电流的有效值和平均值可以通过改变控制电压的相位和波形来调节。

电压和电流波形需要满足一定的稳定性和抗干扰能力。

最后是滤波电路的设计。

滤波电路用于滤除整流电路输出的脉动电压和脉动电流。

它通常由电容和电感组成。

电容可以存储电荷并提供平滑的输出电压，而电感则可以阻止高频噪声的传播。

滤波电路的设计需要根据实际的负载需求选择适当的电容和电感数值。

在进行三相桥式可控整流电路设计时，需要考虑以下几个方面：1.负载要求：根据实际负载的性质确定所需的输出电压和电流，从而确定变压器的变比和桥式整流电路的参数。

2.控制方式：选择合适的控制方式来满足负载对输出电流和电压的需求。

常见的控制方式有脉宽调制（PWM）控制和电压调制（VM）控制，可以根据实际需要选择合适的方式。

3.效率和稳定性：设计时需要考虑整体电路的效率和稳定性，选择合适的器件和电路拓扑结构来降低损耗和提高输出稳定性。

4.保护措施：在设计过程中需要考虑一些保护措施，如过电流保护、过温保护和短路保护等，以确保电路的安全运行。

最后，设计好的三相桥式可控整流电路需要进行实际的电路实验验证和调试，以确保其正常工作和稳定性。

设计人员还需根据实际需要对电路进行优化和改进，以满足不同的应用需求。

三相桥式可控整流电路的设计
三相桥式可控整流电路技术是驱动半导体电源（VSD）的基础，由全桥整流器和可控整流元件（发光二极管、晶体管或MOSFET）组成，并在控制器中加以分析和控制。

三相桥式可控整流电路（VR）通常由六个部件组成，包括可控整流元件，正向模式整流Mosfet，静止状态模式整流Mosfet，欠压限幅器，外部控制电源，外部回路控制管脚和开关控制管脚。

通常，三相桥式可控整流电路的正向模式（正向极性模式）是非常重要的，因为它们能够用于换档控制，从而使VSD控制更加灵活。

此外，这种可控整流电路也可以被设计用来实现电网力量调整、线γ调整、电网均衡调整、电压瞬间补偿和运行比负荷调整等功能。

三相桥式可控整流电路的实现要求用户深入了解VSD技术原理，此外，桥式可控整流器设计也需要考虑到一系列的性能，包括切换时间、效率、功率行业等问题。

在设计过程中，用户可以选择合适的硬件，包括Mosfet、IGBT或发光二极管。

此外，用户可以采用不同的架构来对带负载的VR进行控制，比如中断式控制、半桥式控制、联网控制及脉冲宽度调制控制等，并在实践中加以考察和解决。

最后，为了提高电流控制精度和补偿能力，在VR设计时要考虑滤波网络、滞后控制和脉冲宽度调制等策略，并通过调整可控整流元件的开关极性以改善负载特性。

有了不同的VR架构和控制策略，用户可以设计出灵活高效的三相桥式可控整流电路，从而满足各类应用的需求，同时提高可控整流元件的可靠性和使用寿命。

三相桥式可控整流电路的设计一、电路原理在正半周期中，三相桥的A相导通，B相和C相不导通。

这样，电源的A相电压将通过可控硅管导通，流入负载。

此时A相到负载的通路完全打开，电流通过A相和负载之间的电感、电源的电感来流入负载，这个过程称为前向传导。

在负载的电感、负载和电源的电感之间，会形成一个短路通路，所以也称为短路传导。

在反半周期中，三相桥的A相和B相不导通，只有C相导通。

此时电源的C相电压将通过可控硅管导通，流入负载。

同样，C相到负载的通路完全打开，电流通过C相和负载之间的电感、电源的电感来流入负载，这也是前向传导。

在负载的电感、负载和电源的电感之间，也会形成一个短路通路，所以也称为短路传导。

通过控制三相全控桥中每个可控硅管的导通角度，可以实现整流电路的控制。

当可控硅管导通角度变化时，前向传导的时间会发生变化，从而控制输出电压的大小。

二、主要参数1.输入电压：三相交流电的电压，通常为220V、380V等。

2.输出电压：可控整流电路的输出电压，通常为直流电压。

3.额定电流：整流电路能够输出的最大电流。

4.可控角度：可控硅管的导通角度，通常通过控制电压触发器来实现。

5.效率：整流电路的能量转换效率。

三、设计方法设计三相桥式可控整流电路时，需要考虑以下几个方面：1.选用合适的可控硅管：可控硅管的电流和电压要能够满足实际应用的需求，同时还需考虑导通角度的控制精度和效率。

2.制定电压触发器控制策略：通过控制电压触发器的触发时刻，可以实现可控硅管的导通角度控制。

3.安装散热装置：可控硅管在工作时会产生大量的热量，需要通过合适的散热装置来进行散热，以保证整流电路的稳定性和可靠性。

4.电路保护措施：整流电路需要考虑电流、电压、温度等方面的保护措施，以防止电路故障或过载。

四、应用案例在电力调节方面，三相桥式可控整流电路可以通过调整可控硅管的导通角度，来控制交流电网向直流系统的输入功率和输出功率。

在电能调节方面，可控整流电路可以实现电能的负荷调节、电能的负荷分析和电能的远程调控。

第1章绪论整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，其作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。

整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统电源等。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。

滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

变压器设置与否视具体情况而定。

变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。

整流电路可从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、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；按控制方式可分为相位控制（相控）整流电路和斩波控制（斩控）整流电路。

当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相交流供电。

三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等。

第2章系统总体方案2.1 系统结构组成根据设计内容决定采用三相桥式全控整流电路实现。

该电路可分为五部分电路模块：主电路模块，触发电路模块，驱动电路模块，保护电路模块，检测显示电路模块。

主电路模块，主要由三组两串联晶闸管并联组成。

触发电路模块，主要通过TCF792B三相通用数字相位控制触发电路芯片TCF792B 输出六脉冲。

驱动电路模块，主要通过光电耦合器、晶体管进行脉冲放大。

保护电路模块，主要有过电流保护模块和过电压保护模块，分别通过快速熔断器和RC过电压抑制电路实现。

检测显示电路模块，主要通过ADC0809芯片进行A-D转换，单片机AT89C51控制LCD1602液晶显示触发角和整流输出电压。

1 主电路的设计与原理说明1.1 主电路图图1-1中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）为共阳极组。

晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a 、b 、c 三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5， 共阳极组中与a 、b 、c 三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。

从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。

此主电路要求带反电动势负载，此反电动势E=60V ，电阻R=10Ω，电感L 无穷大使负载电 流连续。

其原理如图1所示。

图1-1 三相桥式全控整理电路原理图1.2 主电路原理为说明此原理，假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况就也就相当于晶闸管触发角α=0o 时的情况。

此时，对于共阴极组的三个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。

而对于共阳极组的三个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。

这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。

α=0o 时，各晶闸管均在自然换相点处换相。

由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。

在分析d u 的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。

从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n 为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压 1d u 为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压2d u 为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压d u =1d u -2d u 是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周的包络线。

从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小的相电压，输出整流电压 d u 为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因此输出整流电压d u 波形为线电压在正半周的包络线。

大学毕业论文（设计）三相桥式全控整流电路设计The design of Fully-controlled three-phase bridge rectifier circuit 院系：机电汽车工程学院摘要电子技术的应用已深入到工农业经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保，和人们日常生活的各个领域，进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛，因此对电力电子技术的研究更为重要。

近几年越来越多电力电子应用在国民工业中，一些技术先进的国家，经过电力电子技术处理的电能己达到总电能的一半以上。

本文主要介绍基于MCS—51系列单片机TC787芯片控制的三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路，软件部分由C51高级语言编程。

具体运行由工频三相电压经变压器后在芯片控制下在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制相应的SCR可控硅整流为直流电给负载供电。

此种控制方式其主要优点是输出波形稳定和可靠性高抗干扰强的特点。

触发电路结构简单，控制灵活，温度影响小，控制精度可通过软件补偿，移相范围可任意调节等特点，目前已获得业界的广泛认可。

并将在很多的工业控制中得到很好的运用。

关键词：晶闸管 MCS—51单片机触发角三相全控桥ABSTRACTThe application of electronic technology has deep into the agricultural economic construction, transportation, space technology, national defense modernization, medical, environmental protection, and People's Daily life in all areas, enter the new century power electronic technology, so more widely in power electronic technology research is more important. In recent years, more and more application in the national power electronics industry, some advanced technologies of the country, after processing of electric power electronic technology has reached more than half the total energy.This paper mainly introduces the MCU based on MCS - 51 series three-phase TC787 chip controlled rectifier bridge type all control circuit and the circuit principle of trigger circuit and control circuit and software consists of senior programming language C51. Specific operation by frequency voltage transformer in the three-phase after under control chip at different moments of the pulse signal to control the SCR silicon rectifier is corresponding to load power DC. The control mode is the main advantages of high stability and reliability of output waveform characteristics of strong anti-jamming. Trigger circuit structure is simple, flexible control, temperature, control accuracy can be compensated by software, can adjust arbitrarily limits have won the wide recognition. And in many industrial control will get to good use.Keywords:thyrister MCS - 51 single-chip Microcontroller triggering Angle three-phase fully-controlled bridge目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 晶闸管发展的现状 (1)1.3 电力电子技术的前景 (1)1.4 晶闸管的应用 (2)第二章主电路设计及原理 (4)2.1 主电路设计 (4)2.2 三相桥式全控整流电路电感性负载 (8)2.3 小结 (11)第三章基于芯片TC787的三相六脉冲晶闸管触发电路设计 (13)3.1 TC787芯片介绍 (13)3.2 基本参数和特点 (13)3.3 引脚排列、功能和用法 (14)3.4 内部结构及工作原理简介 (15)3.5 基于TC787的三相六脉冲晶闸管触发电路的设计与调试 (16)第四章控制及显示系统原理 (20)4.1 89C51芯片介绍 (20)4.1.2 管脚说明 (20)4.1.3 振荡器特性 (22)4.1.4 芯片擦除 (22)4.2 A/D转换 (23)4.3 LCD1602显示 (25)4.4 控制及显示系统设计 (27)4.4.1 系统结构框图 (28)4.4.2单片机I/O口分配表 (28)4.4.3 系统工作说明 (28)第五章单片机软硬件抗干扰技术 (30)5.1 产生软硬件干扰分析 (30)5.2 单片机系统软件的抗干扰 (31)5.3 单片机系统中硬件抗干扰设计 (35)第六章系统软件设计 (38)6.1 主程序设计 (38)6.2 A/D转换程序 (39)第七章结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)第一章绪论1.1 研究背景和意义基于TC787芯片设计三相桥式全控整流触发电路和基于89C51单片机设计控制及显示电路，将触发角和整流输出电压在LCD上显示。

三相桥式全控整流电路设计简介三相桥式全控整流电路是一种常用的交流电到直流电转换的电路，可以实现对交流电进行全波整流和调节输出直流电压的功能。

该电路由四个可控硅器件组成，通过适当的触发角控制，可以实现对整流电压的精确控制。

本文将详细介绍三相桥式全控整流电路的设计原理、工作原理、关键参数计算以及注意事项等内容。

设计原理三相桥式全控整流电路的设计基于桥式整流电路和可控硅器件。

在正半周，D1和D3导通，D2和D4截止；在负半周，D2和D4导通，D1和D3截止。

通过适当的触发角控制可控硅器件的导通时间，可以实现对输出直流电压的调节。

工作原理三相桥式全控整流电路的工作过程如下：1.当输入交流电源正半周时，S1和S3导通，S2和S4截止。

此时，在负载上产生正向直流输出。

2.当输入交流电源负半周时，S2和S4导通，S1和S3截止。

此时，在负载上产生反向直流输出。

通过调节可控硅器件的触发角，可以控制整流电路的导通时间，从而控制输出直流电压的大小。

关键参数计算在设计三相桥式全控整流电路时，需要计算以下关键参数：1.输入电压：根据实际应用需求和输入交流电源的特性确定。

2.输出电压：根据实际应用需求确定。

3.负载电阻：根据实际应用需求确定。

4.可控硅器件的触发角：根据输出直流电压的调节范围和所使用的可控硅器件的特性确定。

注意事项在设计和使用三相桥式全控整流电路时，需要注意以下事项：1.选择适当的可控硅器件：根据实际应用需求选择合适的可控硅器件，考虑其额定电流、额定电压、触发特性等参数。

2.进行散热设计：由于可控硅器件在工作过程中会产生较大的热量，因此需要进行散热设计，确保可控硅器件能够正常工作。

3.控制触发角度：通过控制可控硅器件的触发角度，可以实现对输出直流电压的精确控制。

需要合理选择触发角度，并进行相应的控制。

4.注意电路保护：在电路设计中，应考虑电路的过流保护、过压保护等功能，以确保电路的安全稳定运行。

结论三相桥式全控整流电路是一种常用的交流电到直流电转换电路，可以实现对交流电进行全波整流和调节输出直流电压的功能。

目录1绪论 (1)2三相桥式全控整流电路主电路设计 (1)2.1整流变压器参数计算 (2)2.1.1次级相电压 (2)2.1.2初级相电流和次级相电流 (3)2.1.3初级容量次级容量和平均计算容量(视在容量) (4)2.2晶闸管参数选择 (4)2.2.1晶闸管额定电压的选择 (5)2.2.2 晶闸管额定平均电流和电流有效值的选择 (5)2.3晶闸管的保护 (6)2.3.1晶闸管的过电压保护 (6)2.3.2晶闸管的过电流保护 (10)2.3.3电流上升率、电压上升率的限制 (12)3谐波分析 (14)3.1谐波分析 (14)3.1.1网测电流的谐波分析 (14)3.1.2谐波分析小结 (15)4结论 (16)参考文献 (16)致谢 ............................................................................................................................ 错误!未定义书签。

1绪论电力电子技术的应用已深入到国家经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保和人们日常生活的各个领域。

进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛。

以计算机为核心的信息科学将是21世纪起主导作用的科学技术之一，有人预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学的两大支柱。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。

具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

通常把电力电子技术分为电力电子制造技术和变流技术两个分支。

变流技术也称为电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电路电子装置和电力电子系统的技术。

“变流”不仅指交直流之间的交换，也包括直流变直流和交流变交流的变换。

如果没有晶闸管及电力晶体管等电力电子器件，也就没有电力电子技术，而电力电子技术主要用于电力变换。

目录1 绪论 (1)2 设计任务与要求 (1)3 总体设计方案 (1)3.1 三相桥式全控整流电路原理 (1)3.2 参数计算 (2)4 MATLAB仿真及电路分析 (4)4.1 仿真模型图 (4)4.2 带电阻负载的波形分析 (4)5 设计总结及体会 (5)参考文献 (6)致谢 (7)1 绪论整流电路技术在工业生产上应用极广。

整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。

它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

20 世纪70 年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。

滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

变压器设置与否视具体情况而定。

变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。

整流电路的种类有很多，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。

2 设计任务与要求2.1设计任务设计一个三相可控整流电路使其输入电压:三相交流100伏 .50赫兹.输出功率:5KW2.2 设计要求使其输入电压:三相交流100伏 .50赫兹.输出功率:5KW负载为纯电阻负载，触发角为60度3 总体框图及线路原理3.1 三相桥式全控整流电路原理一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。

一般1、3、5 为共阴极，2、4、6 为共阳极。

（1）2 管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

（2）对触发脉冲的要求：1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差60°。

2)共阴极组VT1、VT3、VT5 的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2 也依次差120°。

3)同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3 与VT6，VT5 与VT2，脉冲相差180°。