课程设计--------单相半控桥式晶闸管整流电路设计(阻感负载)

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单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计汇总

学号：0121011360219课程设计题目单相全控桥式晶闸管整流电路设计学院自动化学院专业自动化专业班级自动化1002班姓名李志强指导教师许湘莲2012 年12 月29 日课程设计任务书学生姓名：李志强专业班级：自动化1002班指导教师：许湘莲工作单位：武汉理工大学题目:初始条件：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）1、电源电压：交流220V、50Hz2、输出功率：1KW3、移相范围0°~90°要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，并给出仿真波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；5、通过答辩。

时间安排：2012.12.24-12.29指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要本次课程设计只要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。

首先对几种典型的整流电路的介绍，从而对比出桥式全控整流的优点，然后对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。

主电路中包括电路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件选择，参数设计；保护电路包括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。

之后就对整体电路进行Matlab仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。

关键词：单相全控桥、晶闸管、整流目录1 系统方案及主电路设计 (1)1.1 整流电路对比 (1)1.2 系统流程框图 (3)1.3 主电路的设计 (3)1.4 整流电路参数计算 (5)1.5 晶闸管元件的选择 (6)2 驱动电路设计 (7)2.1 触发电路简介 (7)2.2 触发电路设计要求 (7)2.3 集成触发电路TCA789 (8)2.3.1 TCA785芯片介绍 (8)2.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 (12)3 保护电路设计 (13)3.1 过电压保护 (13)3.2 过电流保护 (14)3.3 电流上升率di/dt的抑制 (14)3.4 电压上升率du/dt的抑制 (15)4 系统MATLAB仿真 (16)4.1 MATLAB软件介绍 (16)4.2 系统建模与参数设置 (16)4.3 系统仿真结果及分析 (20)设计体会 (24)参考文献 (25)1 系统方案及主电路设1.1 整流电路对比我们知道，单相整流电路形式是各种各样的，可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，整流的结构也是比较多的。

单相全控桥式晶闸管整流电路的设计(阻感负载)电力电子课程设计

绪论电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。

它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。

它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。

电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。

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。

在电能的生产和传输上，目前是以交流电为主。

电力网供给用户的是交流电，而在许多场合，例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等，需要用直流电。

要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。

这个方法中，整流是最基础的一步。

整流，即利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。

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。

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，而单相全控桥式晶闸管整流电路又有利于夯实基础，故我们将单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。

第一章理论分析及元件介绍1.1方案比较及选择我们知道，单相整流器的电路形式是各种各样的，整流的结构也是比较多的。

因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：方案1：单相桥式全控整流电路电路简图如下：图 1.1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。

电力电子课题选择

自本1004班课题选择
1、单相半波晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）：谢世峰，刘超，肖亮湘
2、单相半波晶闸管整流电路的设计（阻感负载）：房帮亮，赵振江，罗涛
3、单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）：喻鹏，杨元友，刘伟
4、单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）：薛涛，袁林海，马佑军
5、单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）：刘爽，黄宗杰，葛取文
6、单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管,阻感负载）：吴磊，徐松松
7、MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载）：张旭，吴志，林鹏
8、IGBT降压斩波电路设计（纯电阻负载）：崔倩雯，赵丽娜，王娥
9、升压斩波电路设计（纯电阻负载）：邓静，乐力铭，刘奇
10、IGBT升压斩波电路设计（纯电阻负载）：邵一峰，梁咏柏，喻盛
11、MOSFET单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）：刘志伟，朱谣，提云凯
12、IGBT单相桥式无源逆变电路设计（纯电阻负载）：刘一环，王向阳，舒乐军
13、MOSFET单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）：阳发，刘相伟，王德龙
14、IGBT单相半桥无源逆变电路设计（纯电阻负载）：
15、升降压斩波在直流可逆电动机调速中的应用：李敏，王文亮。

单相半波可控整流电路阻感性负载加续流二极管

晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为电源电压的峰值。
U TM 2U 2

单相半波可控整流器的优点是电路简单，调整方便，容易实现。但整流电压脉动大，每周期脉动一次。变压器二次侧流过单方向的电流，存在直流磁化、利用率低的问题，为使变压器不饱和，必须增大铁心截面，这样就导致设备容量增大。
2.1.3 单相半波可控整流电路（阻感性负载加续流二极管） 1、电路结构

电感性负载加续流二极管的电路如图所示。
图2-5
2、工作原理

1）在电源电压正半波，电压u2＞0，晶闸管uAK＞0。在 ωt=α处触发晶闸管，使其导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流，此间续流二极管VD承受反向阳极电压而关断。 2）在电源电压负半波，电感感应电压使续流二极管VD导通续流，此时电压u2 ＜0， u2通过续流二极管VD使晶闸管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压为续流二极管的管压降，如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使id连续，且id波形近似为一条直线。

4、基本数量关系
1）输出电压平均值Ud
1 Ud 2π

2U 2 sin tdt
2U 2 1 cos 1 cos 0.45U 2 π 2 2
2）输出电流平均值Id
Ud U 2 1 cos Id 0.45 R R 2
3）晶闸管的电流平均值IdT
I dT π - I 2π d

3、波形
30
0
图2-6
600
1200
900
图2-6
1500

电感性负载加续流二极管后，输出电压波形与电阻性负载波形相同，续流二极管可起到提高输出电压的作用。在大电感负载时负载电流波形连续且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形和流过续流二极管的电流波形是矩形波。对于电感性负载加续流二极管的单相半波可控整流器移相范围与单相半波可控整流器电阻性负载相同，为0～180º ，且有α+θ=180º 。

单相桥式半控整流电路阻感负载移相范围

单相桥式半控整流电路是一种常见的电子电路，用于将交流电转换为直流电。

在许多电力电子应用中，这种电路被广泛应用。

在这篇文章中，我们将重点讨论单相桥式半控整流电路在阻感负载移相范围内的应用和特性。

1. 半控整流电路的基本原理单相桥式半控整流电路由四个功率晶闸管和四个二极管组成，其基本原理是通过控制晶闸管的导通角度来控制整流电路的输出电压和电流。

在半控整流电路中，晶闸管在每个交流周期内只进行一次导通，通过改变晶闸管的导通角，可以实现电压和电流的控制。

2. 阻感负载移相范围在实际应用中，半控整流电路通常用于驱动感性负载，如电感、变压器等。

在这种情况下，负载的电流和电压波形将出现移相现象，这是由于感性负载的特性所导致的。

在移相范围内，整流电路的性能和稳定性会发生改变，需要进行合适的设计和控制。

3. 移相现象的原因当桥式半控整流电路驱动感性负载时，感性负载将导致电流和电压波形的移相现象。

这是由于感性负载的特性，即在感性元件中通过的电流滞后于电压。

在整流电路中，感性负载的移相现象将导致输出电流的波形发生变化，对电路的稳定性和性能产生影响。

4. 整流电路的适应性在阻感负载移相范围内，整流电路需要具有良好的适应性，能够稳定地驱动感性负载并保持整流电流的稳定性。

这需要对整流电路进行合理的设计和参数选择，以确保在移相范围内仍能保持较好的性能和稳定性。

5. 控制策略在阻感负载移相范围内，需要采取合适的控制策略来实现整流电路对感性负载的稳定驱动。

常见的控制策略包括改变晶闸管的触发脉冲相位、调整晶闸管的触发角度等。

通过合理的控制策略，可以实现整流电路在移相范围内的稳定运行。

6. 参数设计在设计阻感负载移相范围内的半控整流电路时，需要进行合理的参数设计。

这包括选择合适的晶闸管类型和参数、确定适当的触发脉冲相位、优化感性负载参数等。

合理的参数设计可以提高整流电路的性能和稳定性。

7. 应用案例针对阻感负载移相范围内的半控整流电路，在实际应用中存在着大量的案例和经验。

单相桥式全控整流电路(带阻感负载)(辽宁工程技术大学电力电子课设,格式完全正确,10分下载即用)(D

课程设计名称：电力电子技术题目：单相桥式全控整流电路（带阻感负载）专业：班级：姓名：学号：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表在电力电子技术中，单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较多的电路，本设计是通过利用晶闸管来控制单相桥式全控带阻感负载的整流电路，理解整流电路的工作原理和基本计算方法，设计驱动电路和保护电路。

关键词：电力电子技术；单相桥式；晶闸管；驱动电路；保护电路引言 (1)1 整流电路 (2)1.1 单相半波可控整流电路 (2)1.2 单相全波可控整流电路 (2)1.3 单相桥式半控整流电路 (3)1.4 单相桥式全控整流电路 (3)2 系统总体设计 (5)2.1 系统原理方框图 (5)2.2 主电路设计 (5)2.2.1工作原理分析 (5)2.2.2 参数计算 (6)3 驱动电路的设计 (7)3.1 晶闸管触发电路工作原理 (7)3.2 晶闸管对触发电路的要求 (7)4 保护电路的设计 (8)4.1 过流保护 (8)4.2 过压保护 (8)结论 (10)心得体会 (11)参考文献 (12)辽宁工程技术大学课程设计引言整流电路是电力电子电路中的一种，它的作用是将交流电力变为直流电力供给直流用电设备，如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统等，在生产生活中应用十分广泛。

整流电路在不同角度有不同的分类方法，按组成电路的器件分：不可空、半空、全控和高功率PWM四种，按电路结构可分为：半波、全波、桥式三种，按交流输入相数分：单相、三相、多相多重三种，按控制方式分：相控式、PWM控制式两种，按变压器二次测电流方向分：单拍、双拍电路两种。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较为广泛的整流电路。

单相桥式全控整流电路（带阻感负载）1 整流电路单相整流器的电路形式是多种多样的，整流的结构也是比较多，各有优缺点，因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案：单相半波可控整流电路，单相全波可控整流电路，单相桥式半控整流电路，单相桥式全控整流电路。

单相桥式全控整流电路(带阻感负载)(辽宁工程技术大学电力电子课设,格式完全正确,10分下载即用)

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较为广泛的整流电路。

单相桥式半控整流电路建模与仿真(阻感性负载)

寸标注规范，使用计算机绘图。
（4）曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意
图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制（采用计算机辅助绘图）。
（5）课程设计说明书（报告）中图表、公式要求如下：
（a）图：图的名称采用中文，中文字体为五号宋体，图名在图片下面。引
用图应在图题右上角标出文献来源。图号以章为单位顺序编号。格式为：图1-1，
（1）计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插图简明，书写整洁。文中图、
表按制图要求绘制。
（2）段落及层次要求：每节标题以四号黑体左起打印（段前段后各0.5行），
节下为小节，以小四号黑体左起打印（段前段后各0.5行）。换行后以小四号宋
体打印正文。节、小节分别以1、1.1、1.1.1依次标出，空一字符后接各部分的标题。
签字：
年月日
课程设计说明书撰写格式
为了保证课程设计质量，特制定本规范。
设计说明书要求按统一格式打印，其版面要求：A4纸，页边距：上2cm，下
2cm，左2.5cm、右2cm；字体：正文宋体、小四号；行距：固定值20；页码：
底部居中。
一份完整的设计说明书应包括以下几个方面：
一、封面（包括题目、院系、学生班级、设计组号、学生组员姓名、指导
1．设计目的：
1）加深电力电子技术内容的理解.
2）锻炼学生的分析问题，解决问题，查阅资料，以及综合应用知识的能力。
3）学会使用MATLAB\SIMULINK软件来进行电力电子的建模与仿真.
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
已知:单相半波可控整流电路中,晶闸管参数如下
负载参数: （阻感性负载）.当
教师姓名等）(见附1)。

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平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间内部结构 :四层三个结如图 1.1图 1.1 晶闸管的外形、内部结构、电气图形符号和模块外形a)晶闸管外形b)内部结构c)电气图形符号 d)模块外形2)晶闸管的工作原理图晶闸管由四层半导体（ P1、N1、 P2、N2）组成，形成三个结J1（P1N1）、 J2（ N1P2）、J3（P2N2），并分别从 P1、P2、N2引入 A、G、K 三个电极，如图 1.2(左)所示。

单相半控桥式晶闸管整流电路的设计(阻感负载)

1 设计的基本要求1.1 设计的主要参数及要求：设计要求：1、电源电压：交流220V/50Hz2、输出电压范围：20V-50V3、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、电源效率不低于70%1.2 设计的主要功能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。

单相桥式整流电路在感性负载电流连续时，当相控角α<90°时，可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流；在α>90°时，可实现将直流电返送至交流电网的有源逆变。

在有源逆变状态工作时，相控角不应过大，以确保不发生换相（换流）失败事故。

2 系统总体电路的设计2.1 方案的选择我们知道，单相整流电路形式是各种各样的，可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，整流的结构也是比较多的。

因此在做设计之前我们确定了此方案：单相桥式半控整流电路电路简图如下：图1 单相桥式半控整流电路对每个导电回路进行控制，相对于全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。

2.2 主电路的结构及其工作原理单相半控桥式整流电路带阻感负载且有续流二极管的主电路图如图2所示：图2 单相半控桥式整流主电路图图2 有续流二极管的主电路图对于带阻感负载的单相桥式半控整流电路而言，当负载中电感很大时，在2u 正半周，触发角α处给晶闸管VT1加触发脉冲，2u 经VT1和VD4向负载供电。

2u 过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通但因VT1端电位高于VD2端电位，使得电流从VD4转移至VD2，VD4关断，电流不再流经交流源，而是由VT1和VD2续流，在此阶段0d u =。

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关键字：单相，半控，续流二极管
Abstract
ChanXiangQiaotype half controlled rectifier circuit is actually made up of single-phase bridge type all control circuit is simplified. Single-phase bridge type all control the rectifier circuit, each electrical circuit has two thyristor, in which two thyristor conduction to control electric circuit at the same time. But in fact, in order to control each conductive loop, need only a thyristor, another thyristor diode can be used instead, one-way half controlled bridge rectifier circuit is obtained.
VA=[rb1/（rb1+rb2）]vbb=（rb1/rbb）vbb=ηVbb
式中：η——称为分压比，其值一般在—之间，如果发射极电压VE由零逐渐增加，就可测得单结晶体管的伏安特性，见图
图1-4单结晶体管的伏安特性
（1）当Ve〈ηVbb时，发射结处于反向偏置，管子截止，发射极只有很小的漏电流Iceo。
半控桥式整流电路中的整流二极管VD1、VD2本身兼有续流二极管的作用，因此电路中不需另加续流二极管。但如果在工作中出现异常，比如VT2的触发脉冲消失，则VT1由于电感续流作用将不能关断，等到下一个正半波到来时，VT1无需触发仍继续导通，结果是：一只晶闸管与两只二极管之间轮流导电，其输出电压失去控制，这种情况称之为“失控”。失控时的的输出电压相当于单相半波不可控整流时的电压波形。在失控情况下工作的晶闸管由于连续导通很容易因过载而损坏。因为半导体本身具有续流作用，半控电路只能将交流电能转变为直流电能，而直流电能不能返回到交流电能中去，即能量只能单方向传递。同理，带续流二极管的全控电路能量也只能单方向传递。
图1-2主电路典型的实际输出波形
图1-3主电路典型的理论输出波形
驱动电路的设计
晶闸管门极触发信号由触发电路提供，由于晶闸管电路种类很多，如整流、逆变、交流调压、变频等；所带负载的性质也不相同，如电阻性负载、电阻—电感性负载、反电势负载等。尽管不同情况对触发电路的要求也不同，但是其基本的要求却是相同的，具体如下
摘
单向桥式半控整流电路实际上是由单相桥式全控电路简化而来的。在单相桥式全控整流电路中，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路。但实际上为了对每个导电回路进行控制，只需要一个晶闸管就行了，另一个晶闸管可以用二级管代替，从而得到单向半控桥式整流电路。
除了用二极管代替晶闸管以外，该电路在实际应用中需加设续流二极管RVD，以避免可能发生的失控现象。实际运行中，若无续流二极管，则当突然增大至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du成为正弦半波，即半周期du为正弦，另外半周期du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。有续流二极管RVD时，续流过程由RVD完成，在续流阶段晶闸管关断，这就避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。总的来说，单相桥式半控整流电路具有电路简单、调整方便、使用元件少等优点，而且不会导致失控显现，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。
In addition to using diode instead of thyristor, the electric circuit in the actual application needs to be added a fly-wheel diode RVD, in order to avoid thepossibility of out of control phenomenon. In actual operation, without the fly-wheel diode, is when thesuddenly increases to 180or trigger pulse is lost, will happen a thyristor continuous conduction and two diode conduction in turn, this makes du sine half-wave, du half a cycle of sine, another half cycle du is zero, the average constant, equivalent to a single phase half wave of uncontrolled rectifier circuit waveform, called the out of control. A fly-wheel diode RVD, postproduction process completed by RVD, the fly-wheel phase thyristor turn-off, this avoids a thyristor conduction and lead to runaway phenomenon. In general, single phase bridge type half controlled rectifier circuit has simple circuit, convenient adjustment, the advantages of less component, and does not lead to out of control, stream during the conductive loop only one pipe pressure drop, a pipe pressure drop, less conducive to reduce wear and tear.
】
《电力电子技术》课程设计说明书
单相半控桥式晶闸管整流电路设计
院、部：电气及信息工程学院
学生姓名：刘波
)
指导教师：王翠职称副教授
专业：自动化
班级：自本1001班
完成时间：2013年5月23日
前言
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。在电能的生产和传输上，目前是以交流电为主。电力网供给用户的是交流电，而在许多场合，例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等，需要用直流电。要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。这个方法中，整流是最基础的一步。整流，即利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。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。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，而单相半控桥式晶闸管整流电路又有利于夯实基础，故我们将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。
图1-3电路典型的单结晶体管的符号和等效电路图
从图1—3可以看出，两基极b1和b2之间的电阻称为基极电阻。
Rbb=rb1+rb2
式中：Rb1——第一基极与发射结之间的电阻，其数值随发射极电流ie而变化，rb2为第二基极与发射结之间的电阻，其数值与ie无关；发射结是PN结，与二极管等效。
若在两面三刀基极b2，b1间加上正电压Vbb，则A点电压为：
（a）触发信号应有足够的功率
这些指标在产品样本中均已标明，由于晶闸管元件门极参数分散性大，且触发电压、电流手温度影响会发生变化。例如元件温度为1000C时触发电流、电压值比在室温时低2—3倍；元件温度为-400C时触发电流、电压值比在室温时高2—3倍；为了使元件在各种工作条件下都能可靠的触发，可参考元件出厂的实验数据或产品目录，设计触发电路的输出电压、电流值，并留有一定的裕量。一般可取两倍左右的触发电流裕量，而触发电压按触发电流的大小来决定，但是应注意不要超过晶闸管门极允许的峰值功率和平均功率极限值。
（5）发射极饱和压降Veo在最大发射极额定电流时，eb1间的压降。
Key words: single phase，half controlled，fly-wheel diode
一
单相半控桥式晶闸管可控整流电路（阻感负载）（无续流二极管）
图1-1阻感性负载（无续流二极管）的主电路
假设负载电流因电感足够大而平直，当电源u2正半波，在 = 时触发,VT1后VT1、VT2导通，电流通路为A- VT1-L-R- VT2-B,电流由电源提供；当 = 后，电源电压u2经零变负，但由于电感电势的作用，电流仍将继续，电感通过R-VD1-VT1回路放电。在 = 处，二极管VD2电流给VD1，电流iVD2及i2终止，在 = ～（ + ）区间电流由电感释放电能提供。
（3）随着发射极电流Ie的不断上升，Ve不断下降，降到V点后，Ve不再下降了，这点V称为谷点，与其对应的发射极电压和电流，称为谷点电压Vv和谷点电流Iv。
（4）过了V后，发射极与第一基极间半导体内的载流子达到了饱和状态，所以uc继续增加时，ie便缓慢的上升，显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压，如果Ve〈Vv，管子重新截止。
单结晶体管的主要参数