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单相桥式整流电路的设计摘要：本文使用晶闸管完成了单相桥式全控整流电路的主电路设计、驱动电路设计及保护电路设计，其输出电压0～100V连续可调。
关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；驱动电路；保护电路；特性；引言电力电子技术又称为功率电子技术，它是用于电能变换和功率控制的电子技术。
电力电子技术是弱电控制强电的方法和手段，是当代高新技术发展的重要内容，也是支持电力系统技术革命发展的重要基础，并节能降耗、增产节约提高生产效能的重要技术手段。
微电子技术、计算机技术以及大功率电力电子技术的快速发展，极大地推动了电工技术、电气工程和电力系统的技术发展和进步。
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。
电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的发展，电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快，控制方便，灵活的特点，能够显著地改善电力系统的特性，在提高系统稳定、降低运行风险、节约运行成本方面有很大潜力。
1 设计目的单相桥式整流电路是整流电路中的一种，由于其优点明显，实用性强，在大、中、小型各种实际电路中都有十分广泛的应用2 设计任务书2.1设计任务1 进行设计方案的比较，并选定设计方案；2 完成单元电路的设计和主要元器件说明；3 完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择；4 驱动电路的设计,保护电路的设计；2.2设计要求（1）电网供电电压为单相220V；（2）变压器二次侧电压为110V；（3）输出电压连续可调，为0～100V；（4）带阻感性负载：L=1000mH，R=100Ω3 系统设计3.1设计方案的选择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。
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1.1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。
1.2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。
2008级应用电子技术毕业设计报告设计题目单相电压型全桥逆变电路设计姓名及学号学院专业应用电子技术班级2008级3班指导教师老师2011年05月1日题目：单相电压型全桥逆变电路设计目录第一章绪论1.1整流技术的发展概况 (4)第二章设计方案及其原理2.1电压型逆变器的原理图 (5)2.2电压型单相全桥逆变电路 (6)第三章仿真概念及其原理简述3.1 系统仿真概述 (6)3.2 整流电路的概述 (8)3.3 有源逆变的概述 (8)3.4逆变失败原因及消除方法 (9)第四章参数计算4.1实验电路原理及结果图 (10)第五章心得与总结 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1整流技术的发展概况正电路广泛应用于工业中。
整流与逆变一直都是电力电子技术的热点之一。
桥式整流是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。
常用来将交流电转化为直流电。
从整流状态变到有源逆变状态，对于特定的实验电路需要恰到好处的时机和条件。
基本原理和方法已成熟十几年了，随着我国交直流变换器市场迅猛发展，与之相应的核型技术应用于发展比较将成为业内企业关注的焦点。
目前，整流设备的发展具有下列特点：传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。
系统的设计已经由固定式演化成模块化，以适应各种等级、各种模块通信设备的要求。
加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用，为分散供电创造了条件。
从而大大提高了通信网运行可靠和通信质量。
高频开关整流器采用模块化设计、N1配置和热插拨技术，方便了系统的扩展，有利于设备的维护。
由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器，使系统设备具有了智能化管理功能和故障保护及自保护功能。
新旗舰、新技术、新材料的应用，使高频开关整流器跃上了一个新台阶。
第二章 设计方案及其原理2.1电压型逆变器的原理图原理框图等效图及其输出波形当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u o 为正； 当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，u o 为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，u o 的波形如上图 (b)所示。
单相桥式全控整流电路设计单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其具有可靠性高、效率高以及适用范围广等特点。
本文将对单相桥式全控整流电路进行详细的介绍和设计。
一、单相桥式全控整流电路的介绍单相桥式全控整流电路是一种采用可控硅器件实现直流电源的电路，常用于电子装置、自动控制和功率器件中。
其主要由四个可控硅管组成，将交流电源整流为直流电源。
在单相桥式全控整流电路中，可控硅管会根据触发脉冲的信号来控制其导通和截止，从而控制输出电压和电流的大小。
需要注意的是，触发脉冲的相位、脉宽和大小都会影响输出的电压和电流，因此需要根据具体应用场合来进行合理的设计。
二、单相桥式全控整流电路的设计1. 电源选型单相桥式全控整流电路需要有一个稳定的电源来提供交流电源，因此需要选择合适的电源。
一般来说，选择稳压电源、变压器、整流电路和滤波电路等电子元件构成的电源比较合适。
2. 器件选型在单相桥式全控整流电路中，需要选择适用的器件，如可控硅管、反向恢复二极管。
可以根据具体的应用场合来选择合适的器件。
3. 负载匹配在单相桥式全控整流电路中，需要考虑电路与负载的匹配问题，以确保输出电压和电流的稳定性。
通常可以采用变压器或电容等元件进行匹配。
4. 触发电路设计单相桥式全控整流电路中的可控硅管需要通过触发电路来控制其导通和截止，因此需要设计合适的触发电路。
触发电路的设计需要考虑触发脉冲的相位、脉宽和大小等因素，以确保输出电压和电流的精度和稳定性。
5. 整流电路设计在单相桥式全控整流电路中，需要设计合适的整流电路来将交流电源整流为直流电源。
整流电路的设计需要考虑输出电压和电流的大小和稳定性。
三、总结单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其利用可控硅管来实现直流电源的输出。
需要注意的是，设计单相桥式全控整流电路需要考虑多个因素，如电源选型、器件选型、负载匹配、触发电路设计和整流电路设计等。
只有在考虑全面的情况下，才能保证单相桥式全控整流电路的稳定性和精度。
摘要工业供电电源种类繁多，包括交流不间断电源、通讯电源、直流电源及各类高频开关电源。
其中大功率直流电源在现代工业中具有十分重要的地位。
目前我国的的直流电源大多数是采用单相桥式整流电路来获得，它具有电路结构简单、输出直流电压高但不可调等特点，然而直流电源能否在一定范围连续可调，直接影响了直流负载的正常工作，限制了其使用范围。
该设计是针对桥式整流电路加以改进主要用晶闸管来代替普通二极管构成单相桥式半控整流电路，使输出直流电在0—198V之间连续可调。
因为晶闸管除了具有单向导电的整流作用外，还可以作为可控开关使用且能用微小的功率去控制较大的功率。
主要从主电路、触发电路、保护电路三个部分来设计，核心是通过触发电压去控制晶闸管的相位角来实现输出直流电连续可调。
具有电路结构简单、工作稳定、成本低、实用性强的特点。
关键词：相控整流；触发；过流；过压AbstractCurrently, there are a variety of industrial power supplies, including Alternating Current Uninterrupted Power, communication power, Direct Current power and all kinds of high frequency switching power. Among them the high-power Direct Current power plays a very important role in modern industry, like the Direct Current power using in electrolysis, arc furnace, electroplating and so on. But whether the Direct Current power can be continuously adjusted directly affects the sphere of application and value of the Direct Current load. This design takes the advantage of power electronic technology to design an adjustable output Direct Current circuit, namely single-phase bridge type phased rectifier. It applies unijunction transistor trigger circuit and changes the charging and discharging time of capacitance by adjusting variable resistance in order to control the conduction angle of unidirectional thyristor to achieve adjustable Direct Current output. There are many kinds of phased rectifier circuit but this design is based on the single-phase bridge type phased rectifier. It has the advantages of simple circuit organization and high reliability, etc. For design, it mainly focuses on three circuits: the main circuit, the trigger circuit and the protecting circuit.Key Words：Phase control rectifier; Trigger; Over current; Over tension引言目前我国的家用电器的直流电源大多数是采用单相桥式整流电路[1]来获得，它具有电路简单、输出直流电压高等特点，但它存在着输入功率因数低，输出电压不可调等缺点，而在实际生活有的电器则需要输入电压可调，如对直流电动机的调速、电解、电镀等。
目录1 引言 (1)2 主要任务 (1)2.1工作原理 (1)2.1.1单相桥式全控整流电路带在阻感负载时的电路及其波形 (1)2.1.2单相桥式全控整流电路带在阻感负载时的工作原理 (2)2.2整流电路的参数计算 (2)2.3触发电路的设计 (4)3 电路仿真 (4)3.1MATLAB软件介绍 (4)3.2仿真图 (5)4.仿真结果及分析 (7)4.1仿真结果 (7)4.2仿真结果分析 (7)5 总结 (7)参考文献 (8)致谢 (9)1 引言整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的分类（1）按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
（2）按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
（3）按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
（4）按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。
交流-直流变流器又称整流器、AC-DC变流器，其作用是将交流电转变为直流电，一般也称整流，并且在整流的同时还对直流电压电流进行调节，以符合用电设备的要求。
整流电路的仿真可以用powersys模型库中的二极管和晶闸管等模块来构建，对三相整流电路模型库中有6-pulsediode bridge、 6-pulse thyristorbridge、 universalbridge 等模块可以调用，使用这些模块可以使仿真更方便。
复杂的大功率多相整流器可以在三相桥的基础上构建。
2.主要任务2.1工作原理2.1.1单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路（如图1）及其波形（如图2）图1 单相桥式全控整流电路带阻感负载时电路图图2 单相桥式全控整流电路阻感负载时的波形图2.1.2单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路工作原理在电源电压u 2正半周期间，VT1、VT4承受正向电压，若在ωt=α时触发，VT1、VT4导通，电流经VT1、负载、VT4和T 二次侧形成回路，但由于大电感的存在，u 2过零变负时，电感上的感应电动势使VT1、VT4继续导通，直到VT2、VT3被触发导通时，VT1、VT4承受反相电压而截止。
目录1 设计方案及原理 (1)原理方框图 (1)主电路的设计 (1)主电路原理说明 (2)整流电路参数的计算 (2)2 元器件的选择 (3)晶闸管的选用 (3)变压器的选用 (4)3 触发电路的设计 (4)对触发电路的要求 (4)3.2 KJ004 集成触发器 (4)4 保护电路的设计 (5)过电压保护 (6)过电压保护 (6)过电流保护 (7)电流上涨率 di/dt 的克制 (7)4.1.4 电压上涨率 du/dt 的克制 (7)5 仿真剖析与调试 (8)成立仿真模型 (8)仿真结果剖析 (9)心得领会 . (11)参照文件 . (12)附录 . ...................................................... 错误！不决义书签。
单相桥式全控整流电路的设计1设计方案及原理1.1 原理方框图系统原理方框图如1-1 所示：触发电路保护电路驱动电路整流主电路负载图 1-1系统原理方框图1.2 主电路的设计主电路原理图以下列图1-2 所示：图 1-2单相桥式全控整流电路原理图1.3 主电路原理说明在电源电压 u2 正半周时期， VT1、VT4 蒙受正向电压，若在触发角 α 处给 VT1、VT4加触发脉冲， VT1、VT4导通，电流从电源 a 端经 VT1、负载、 VT4流回电源 b 端。
当 u2 过零时，流经晶闸管的电流也降到零， VT1和 VT4关断。
在电源电压 u2 负半周时期，仍在触发延缓角 α 处触发 VT2和 VT3， VT2 和 VT3导通，电流从电源 b 端流出，经过 VT3、 R 、 VT2流回电源 a 端。
到 u2 过零时，电流又降为零， VT2 和 VT3 关断。
今后又是 VT1和 VT4导通，这样循环的工作下去。
该电路的移向范围是0―π。
此外，因为该整流电路带的是反电动势负载，因此不是正半轴的随意时辰都能开通晶闸管的，要开通晶闸管一定在沟通电刹时价大于E 的时候去触发。
酒泉职业技术学院课程设计2012级电力系统继电保护与自动化专业题目：单相桥式整流电路学号：121782009学生姓名：王文勇班级：12电力班2013年6月28日目录一技术要求二设计任务三方案选择四原理说明五电路参数计算和元件选取六性能指标分析七保护电路工作原理八参考文献单相整流电路一设计任务书1 设计任务（1）进行设计方案的比较，并选定设计方案（2）完成单元电路的设计和主要元器件说明（3）完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择（4）驱动电路的设计，保护电路的设计2 设计要求（1）负载为感性负载，L=700mH,R=500欧姆（2）电网供电电压为单相220V（3）电网波动电压为5%~10%（4）输出电压为0~100V`二方案选择单相相控整流电路分为单相半波、单相全波和单相桥式相控电路，它们所连接的负载性质就会有不同的特点，下面分析各种单相相控整流电路在阻性负载、感性负载时的工作情况。
单相半控整流电路的优点：线路简单、调整方便。
弱点是：输出电压脉冲大，负载电流脉冲大，且整流变压器二次绕组中存在直流分量，使铁芯磁化，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冲小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化的问题，变压器利用率高。
单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路的2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高一半。
三原理说明（一）单相半波整流电路工作原理1 单相半波整流电路阻性负载实验原理路图如下：2 单相半波整流电路工作原理变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。
利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。
这种电路，变压器中有直流分量流过，降低了变压器的效率；整流电流的脉动成分太大，对滤波电路的要求高。
只适用于小电流整流电路。
电路工作过程是：在u2正半周（ωt=0~π）,二极管加正向偏压而导通,有电流iL 通过负载电阻RL。
《电力电子技术》课程设计任务书一、设计课题一单相桥式整流电路设计二、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). 电网供电电压为单相220V；(2). 电网电压波动为+5%－-10%；(3). 输出电压为0～100V.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。
课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。
课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。
在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。
课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。
报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图前言电力电子学,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。
《电力电子技术》课程设计任务书一、设计课题一单相桥式整流电路设计二、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). 电网供电电压为单相220V；(2). 电网电压波动为+5%－-10%；(3). 输出电压为0～100V.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。
课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。
课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。
在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。
课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。
报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图前言电力电子学,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。
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，而锯齿波移相触发三相晶闸管全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全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
目录任务书 (1)前言 (2)目录 (3)第1章方案的选择 (4)1.1元器件的选择 (4)1.2整流电路 (6)第2章辅助电路的设计 (9)2.1驱动电路的设计 (9)2.2保护电路的设计 (13)2.3过压保护 (14)2.4电流上升率、电压上升率的抑制保护 (15)第3章主体电路的设计 (16)3.1主要电路原理及说明 (16)3.2感性负载可控整流电路 (16)3.3主电路的设计 (18)3.4主要元器件的说明 (18)3.5性能指标分析 (20)第 4章设计总结 (21)参考文献 (22)附录I单相全控桥式整流电路主电路原理图 (23)附录II元器件清单 (23)第1章方案的选择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。
由于具有扩散工艺，具有三结四层结构的普通晶闸管可以等效成如图1.2（右）所示的两个晶闸管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）组成的等效电路。
图1.2 晶闸管的内部结构和等效电路的电路晶闸管的驱动过程更多的是称为触发，产生注入门极的触发电流ＩＧ称为门极触发电路。
也正是由于能过门极只能控制其开通，不能控制其关断，晶闸管才被称为半控型器件。
其他几种可能导通的情况：①阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应②阳极电压上升率du/dt过高③结温较高④光直接照射硅片，即光触发：光控晶闸管只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段。
1.1.2 可关断晶闸管可关断晶闸管简称GTO。
可关断晶闸管的结构GTO的内部结构与普通晶闸管相同，都是PNPN四层结构，外部引出阳极Ａ、阴极Ｋ和门极Ｇ如图1.3。
和普通晶闸管不同，GTO是一种多元胞的功率集成器件，内部包含十个甚至数百个共阳极的小GTO元胞，这些GTO元胞的阴极和门极在器件内部并联在一起，使器件的功率可以到达相当大的数值。
图1.3 GTO的结构、等效电路和图形符号1)可关断晶闸管的工作原理GTO的导通机理与SCR是完全一样的。
GTO一旦导通之后，门极信号是可以撤除的，在制作时采用特殊的工艺使管子导通后处于临界饱和，而不像普通晶闸管那样处于深饱和状态，这样可以用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。
GTO在关断机理上与SCR是不同的。
门极加负脉冲即从门极抽出电流（即抽出饱和导通时储存的大量载流子），强烈正反馈使器件退出饱和而关断。
1.1.3 晶闸管的派生器件在晶闸管的家族中，除了最常用的普通型晶闸管之外，根据不同的的实际需要，珩生出了一系列的派生器件，主要有快速晶闸管（FST）、双向晶闸管（TRIAL）、可关断晶闸管（GTO）、逆导晶闸管、（RCT）和光控晶闸管。
可关断晶闸管具有普通晶闸管的全部优点，如耐压高，电流大等。
同时它又是全控型器件，即在门极正脉冲电流触发下导通，在负脉冲电流触发下关断。
故我们选择可关断晶闸管。
1.2整流电路我们知道，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。
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闸管的平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，在均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
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）。
综上所述，针对他们的优缺点，我们采用方案二，即单相桥式全控整流电路。
第2章辅助电路的设计2.1驱动电路的设计2.1.1触发电路的论证与选择1)单结晶体管的工作原理单结晶体管原理单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它是一种只有PN结和两个电阻接触电极的半导体器件，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2。
在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e。
其结构，符号和等效电如图2.1所示。
