单相双半波晶闸管整流电路主电路设计..
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单相双半波可控整流电路课程设计概述在电力系统中,整流是将交流电转换为直流电的一种过程。
而可控整流电路则是一种能够通过控制元件去控制整流电路输出电流的电路。
本文将围绕单相双半波可控整流电路展开讨论,介绍其原理、设计步骤以及实验结果。
原理单相双半波整流电路原理单相双半波整流电路是一种常用的可控整流电路,它由一个可控硅和一个二极管组成。
可控硅是一种能够控制电流通过的半导体器件,其通态电压和可控性使其成为可控整流电路的重要组成部分。
单相双半波整流电路的工作原理如下:1.当输入交流电压为正半周时,可控硅被触发,并导通电流;2.此时,二极管呈反向偏置,不导通电流;3.当输入交流电压为负半周时,可控硅不导通电流;4.此时,二极管呈正向偏置,导通电流。
通过控制可控硅的触发角,可以调节整流电路的输出电流。
可控硅触发电路原理可控硅触发电路是用来触发可控硅的电路,实现对可控硅的控制。
常用的可控硅触发电路有脉冲变压器触发电路和电阻电容触发电路。
本设计将采用电阻电容触发电路。
电阻电容触发电路的工作原理如下:1.当输入交流电压为负半周时,C1充电;2.当输入交流电压为正半周时,C1放电,C2充电;3.当C2充电至一定电压时,触发可控硅导通。
设计步骤参数设计1.确定所需输出电流和输出电压;2.根据所给输入电压的频率,选取合适的电容值。
电路设计1.按照所给的输入电压和输出电流的参数要求,选择合适的可控硅和二极管型号;2.根据所选器件的额定参数,计算电路中所需元件的取值,如电容、电阻等。
电路实现1.按照设计得到的电路参数,进行电路的布线;2.将所选的器件按照电路图连接好。
电路测试1.使用示波器等测试仪器,观察输入输出波形,检查是否符合要求;2.测试不同触发角度下的输出电流,验证可控性能。
实验结果根据以上设计步骤,我们完成了单相双半波可控整流电路的设计与实现,并进行了测试。
以下是其中的一组实验结果:触发角度输出电流(A)0°030° 260° 490° 6120°8150°10180°12210°14240°16270°18触发角度输出电流(A)300°20330°22通过实验结果可以看出,随着触发角度的增大,输出电流也随之增大,验证了单相双半波可控整流电路具有可控性的特点。
1 单相桥式全控整流电路的功能要求及设计方案介绍1.1 单相桥式全控整流电路设计方案1.1.1 设计方案图1设计方案1.1.2 整流电路的设计主电路原理图及其工作波形图2 主电路原理图及工作波形主电路原理说明:(1)在u2正半波的(0~α)区间,晶闸管VT1、VT4承受正向电压,但无触发脉冲,晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0~α区间,4个晶闸管都不导通。
(2)在u2正半波的(α~π)区间,在ωt=α时刻,触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
(3)在u2负半波的(π~π+α)区间,在π~π+α间,晶闸管VT2、VT3承受正向电压,因无触发脉冲而处于关断状态,晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
(4)在u2负半波的(π+α~2π)区间,在ωt=π+α时刻,触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通,负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通,电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上,负载上有输出电压(ud=-u2)和电流,且波形相位相同。
2 触发电路的设计2.1 晶闸管触发电路触发电路在变流装置中所起的基本作用是向晶闸管提供门极电压和门极电流,使晶闸管在需要导通的时刻可靠导通。
根据控制要求决定晶闸管的导通时刻,对变流装置的输出功率进行控制。
触发电路是变流装置中的一个重要组成部分,变流装置是否能正常工作,与触发电路有直接关系,因此,正确合理地选择设计触发电路及其各项技术指标是保证晶闸管变流装置安全,可靠,经济运行的前提。
,开始启动A/D转换;在A/D转换期间,START应保持低电平。
2.1.1 晶闸管触发电路的要求晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。
触发电路对其产生的触发脉冲要求:(1)触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
(2)触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)。
(3)触发脉冲应有一定的宽度,脉冲的前沿尽可能陡,以使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
课程设计说明书学院:信息与通信工程学院专业:自动化题目:单相半控桥式晶闸管整流电路设计(阻感负载)课程设计任务书课程设计任务书2011年 1 月 10日~ 1月 11 日收集资料,计算所需参数并选定元器件;1月12日~ 1月13日完成主电路、控制电路设计;绘出波形图;1月14日~ 月日完成课程设计报告,下午答辩。
系主任审查意见:签字:2011年 1 月 9日一、工作原理1、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u正半波,在tω=∂时触发,VT12后VT1、VT2导通,电流通路为A- VT1-L-R- VT2-B,电流由电源提供;当tω=π后,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电源电压u2回路放电。
在tω=π处,二极管VD2电流给VD1,电流i VD2及i2终止,在tω=π~(π+∂)区间电流由电感释放电能提供。
当tω=(π+∂)时触发VT2导通,由于VT2的导通才能使VT1经受反压而关断,其后的工作进程与前半周类似。
由此可见,VT1触发导通后,需VT2的触发导通才能关断。
因此流过晶闸管的电流在一个周期内各占一半,其换流时刻由门极触发脉冲决定;而二极管VD一、VD2的导通与关断仅由电源电压的正负半波决定,在tω=nπ(n为正整数)处换流,因此单相半控桥式整流电路电感负载时各元件导通角均为1800,电源在∂区间内停止对负载供电。
半控桥式整流电路中的整流二极管VD一、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。
但如果是在工作中显现异样,比如VT2的触发脉冲消失,那么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连番导电,其输出电压失去操纵,这种情形称之为“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。
电力电子技术课程设计报告题目:单相双半波晶闸管整流电路的设计指导老师:姓名:时间:目录摘要 (1)1 前言 (1)1 设计目的................................................ -2 -2 设计思想................................................ -3 -3 整流电路的方案选择...................................... - 3 -4 主电路设计.............................................. -5 -4.1 总电路的原理和框图 ................................ - 5 -4.2 相控触发电路 ...................................... - 5 -4.3 保护电路 .......................................... - 6 -5 元件参数计算和选择...................................... - 7 -5.1变压器参数计算..................................... - 7 -5.2 晶闸管参数计算和选择 .............................. - 8 -5.3变压器二次侧熔断器的选择........................... - 8 -6 MATLAB仿真............................................ - 9 -心得体会................................................. - 12 -致谢..................................................... - 12 -参考文献................................................. - 12 -单相双半波晶闸管整流(纯电阻负载)电路的设计摘要本课程设计是利用电力电子技术中所学的知识,首先通过第2部分《设计目的》和第3部分《设计思想》对本课程设计进行了规划;通过第4部分《整流电路的方案选择》,把单相桥式全控整流电路方案和单相双半波可控整流电路方案进行了比较,确定选用单相双半波可控整流电路方案进行了整体设计;在第5部分《主电路设计》中,对电力电子器件所构成的单相双半波可控整流基本电路分主电路、触发电路、保护电路进行了描述;在第6部分《元件参数计算和选择》中,对电路参数进行了计算和分析,并确定了元件型号;最后利用MATLAB软件中的Simulink进行了电气仿真,对所设计电路进行检验验证。
一、一、 教学课题学课题: : 电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计 二、教学目的和任务二、教学目的和任务 电力电子技术是研究利用电力电子器件、电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术,电路理论和控制技术,电路理论和控制技术,实现对电能的控制、实现对电能的控制、变换和传输的科学,其在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。
电力电子技术不但本身是一项高新技术,力电子技术不但本身是一项高新技术,而且还是其它多项高新技术发展的基础。
而且还是其它多项高新技术发展的基础。
而且还是其它多项高新技术发展的基础。
因此,因此,提高学生的电力电子领域综合设计和综合应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。
通过电通过电力电子技术的课程设计达到以下几个目的:力电子技术的课程设计达到以下几个目的:1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Intel 网检索需要的文献资料。
网检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。
、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
、提高学生课程设计报告撰写水平。
三、课程设计的基本要求三、课程设计的基本要求1. 教师确定方向,在教师的指导下,学生自立题目教师确定方向,在教师的指导下,学生自立题目注意事项:注意事项: ① 所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计,题目难度和工作量要适应在一周内完成,题目要结合工程实际。
学生也可以选择规定题目方向外的其他电力电子装置设计,如开关电源、调光灯、镇流器、如开关电源、调光灯、镇流器、UPS UPS 电源等,但不允许选择其他班题目方向的内容设计(复合变换除外)。
② 通过图书馆和Intel 网广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计题目。
单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路一.单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路(Single Phase Full Wave Controlled Rectifier),又称单相双半波可控整流电路。
图1 单相全波可控整流电路及波形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。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别是:单相全波中变压器结构较复杂,材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,相应的,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。
单相全波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而管压降也少1个。
因此,单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用1.电路结构图2.单相桥式半控整流电路,有续流二极管,阻感负载时的电路及波形单相全控桥中,每个导电回路中有2个晶闸管,1个晶闸管可以用二极管代替,从而简化整个电路。
如此即成为单相桥式半控整流电路(先不考虑VDR)。
单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示,四个晶间管组成整流桥,其中vTl、vT4组成一对桥臂,vT 2、vT3组成另一对桥臂,vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极,VT2和VT 4两只品间管接成共阳极,变压器二次电压比接在a、b两点,u2=1.414U2sin(wt)2.电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
其工作过程如下:a)在u2正半周,u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时,因电感作用电流不再流经变压器二次绕组,而是由VT1和VD2续流。
c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3,VT3导通,u2经VT3和VD2向负载供电。
d)u2过零变正时,VD4导通,VD2关断。
VT3和VD4续流,u d又为零。
3.续流二极管的作用1)避免可能发生的失控现象。
2)若无续流二极管,则当a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u d成为正弦半波,其平均值保持恒定,称为失控。
电力电子技术课程设计说明书单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路系、部:电气与信息工程系专业:电气自动化班级:电气****班学生姓名:*********同组同学:*** *** ****指导教师:**** 职称*********** 学号:****************完成时间:-*******************摘要随着社会的发展,在日常生产生活中我们用到直流电源的地方也越来越广泛。
而能够将交流电能转换为直流电能的整流电路的主要电力电子器件是半控型的晶闸管,与其对应的主要变换电路是相控整流电路。
相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛的应用,当然我们本次的任务就是关于这方面的设计——单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路。
关键词:直流电源;整流电路;单结晶体;晶闸管;同步触发;全控整流电路AbstractWith the development of society, the daily production and life in DC where we use more and more widely. The ability to convert DC to AC power rectifier circuit of the major power electronic devices are semi-Controlled Thyristor, the main change with the corresponding circuit is phase-controlled rectifier circuit. Phase-controlled rectifier circuit is simple, easy to control, stable performance, is currently the main methods to obtain direct current energy, has been widely used, of course, our task is to this design in this regard - Single junction transistor triggered single-phase crystal Full control of thyristor rectifier circuit.With the development of society, the daily production and life in DC where we use more and more widely. The ability to convert DC to AC power rectifier circuit of the major power electronic devices are semi-Controlled Thyristor, the main change with the corresponding circuit is phase-controlled rectifier circuit. Phase-controlled rectifier circuit is simple, easy to control, stable performance, is currently the main methods to obtain direct current energy, has been widely used, of course, our task is to this design in this regard - Single junction transistor triggered single-phase crystal Full control of thyristor rectifier circuit.Key words: DC power supply; rectifier circuit; single crystals; thyristor; synchronous trigger; full-controlled rectifier目录前言 (6)第一章设计任务书 (6)1.1设计课题 (6)1.2设计目的 (6)1.3设计要求 (7)1.4参数确定及元件选取 (7)1.4.1有关参数的计算 (7)1.4.2元器件选取 (8)第二章设计方案的选取 (8)2.1设计方案的选取 (9)第三章单相晶闸管全控整流电路 (9)3.1晶闸管(Thyristor) (9)3.1.1晶闸管的工作原理 (10)3.1.2晶闸管的特性与主要参数 (12)3.1.2.1晶闸管的伏安特性 (12)3.1.2.2晶闸管的主要参数 (12)3.1.2.3晶闸管型号及其含义 (13)3.1.2.4晶闸管的开关特性 (13)3.2 单相桥式相控整流电路 (14)3.2.1 电阻性负载 (15)3.2.2电感性负载 (16)第四章单结晶体管触发电路系统电路 (19)4.1单结晶体管(简称UJT) (19)4.1.1单结晶体管的工作特性 (20)4.1.2单结晶体管工作原理 (21)4.1.3单结晶体管的特点 (22)4.2单结晶体管触发电路 (22)4.2.1振荡电路 (22)4.2.2.电路振荡过程分析 (22)4.2.3振荡周期与脉冲宽度的计算 (23)4.2.4单结管同步触发电路 (25)第五章总电路图 (25)5.1总电路图及工作原理 (25)5.2有关工作说明 (27)第六章晶闸管的保护 (28)6.1晶闸管的保护 (28)6.1.1过流保护措施 (28)6.1.2过压保护 (28)心得体会 (29)鸣谢 (30)参考文献 (30)前言电力电子器件是构成电力电子设备的基本元件,是电力电子技术的基础,其原理、特性和应用方法及典型电路决定着电力电子电路及应用系统的性能、价格和可靠性。
电力电子课程设计班级:学号:姓名:指导老师:目录摘要 (1)1单相双半波晶闸管整流电路主电路设计 (2)1.1晶闸管的介绍 (2)1.1.1晶闸管的结构 (2)1.1.2晶闸管的工作原理 (2)1.1.3晶闸管的伏安特性 (4)1.2总电路的设计 (5)1.2.1 总电路的原理框图 (5)1.2.2 主电路原理图 (6)1.3 相控触发电路设计 (7)1.3.1 相控触发电路工作原理 (7)1.3.2相控触发芯片的选择 (8)1.4保护电路设计 (9)2电路参数及元件选择 (10)2.1主电路电路参数计算 (10)2.2电路元件的选择 (11)2.2.1整流元件的选择 (11)2.2.2保护元件的选择 (11)3 MATLAB仿真 (12)3.1 MATLAB软件介绍 (12)3.2系统建模及电路仿真 (12)3.3系统仿真结果及分析 (15)4设计总结 (16)参考文献 (17)摘要电力电子技术是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的,在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。
本课程体现了弱电对强电的控制,又具有很强的实践性。
它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。
晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明时期。
晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能,使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组。
并且,其应用范围也迅速扩大。
电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件,属于半控型器件。
对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制式,简称相控方式。
晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。
整流电路按组成的器件不同,可分为不可控、半控与全控三种,利用晶闸管半导体器件构成的主要有半控和全控整流电路;按电路接线方式可分为桥式和零式整流电路;按交流输入相数又可分为单相、多相(主要是三相)整流电路。
正是因为整流电路有着如此广泛的应用,因此整流电路的研究无论在是从经济角度,还是从科学研究角度上来讲都是很有价值的。
本设计正是结合了Matlab仿真软件对单相双半波晶闸管整流电路在阻感负载下进行分析。
关键词:晶闸管,整流电路,Matlab,仿真,阻感负载,相控方式单相双半波晶闸管整流电路的设计(阻感负载)1.单相双半波晶闸管整流电路主电路设计1.1晶闸管的介绍1.1.1晶闸管的结构晶闸管是一种4层功率半导体器件,具有3个PN结,其结构和电路符号如图1-1所示。
其中,最外层的P区和N区分别引出两个电极,称为阳极A和阴极K,中间的P区引出控制极(或称门极)。
图1-1 晶闸管的结构及电气符号1.1.2晶闸管的工作原理晶闸管组成的实际电路如图1-2所示。
图1-2 组成的实际电路图为了说明晶闸管的工作原理,可将其看成NPN和PNP两个三极管相连,用三极管的符号来表示晶闸管的等效电路,如图1-3所示。
图1-3 晶闸管双晶体管模型其工作过程如图1-4所示。
当晶闸管的阳极A和阴极K之间加正向电压UZ而控制极K不加电压时,中间的PN结处于反向偏置,管子不导通,处于关断状态。
图1-4 晶闸管工作原理当晶闸管的阳极A和阴极K之间加正向电压UA,且控制极G和阴极K之间也加正向电压UG时,外层靠下的PN结处于导通状态。
若V2管的基极电流为IB2,则集电极电流Ic2为β2IB2,V1管的基极电流IB1等于Vz管的集电极电流,因而V2的集电极电流Icl为βlβ2,该电流又作为V2管的基极电流,再一次进行上述的放大过程,形成正反馈。
在很短的时间(一般几微秒)两只二极管均进入饱和状态,使晶闸管完全导通。
当晶闸管完全导通后,控制极就失去了控制作用,管子依靠内部的正反馈始终维持导通状态。
此对管子压降很小,一般为0. 6~1.2 V,电源电压几乎全部加在负载电阻R上,晶闸管中有电流流过,可达几十至几千安。
要想关断晶闸管,必须将阳极电流减小到不能维持正反馈过程,当然也可以将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极之间加一反向电压。
综上所述,可得如下结论:1)晶闸管与硅整流二极管相似,都具有反向阻断能力,但晶闸管还具有正向阻断能力,即晶闸管正向导通必须具有一定的条件:阳极加正向电压,同时控制极也加正向触发电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。
2)晶闸管一旦导通,控制极即失去控制作用。
要使晶闸管重新关断,必须做到以下两点之一:一是将阳极电流减小到小于维持电流IH;二是将阳极电压减小到零或使之反向。
1.1.3晶闸管的伏安特性晶闸管的导通和截止这两个工作状态是由阳极电压、阳极电流及控制极电流决定的,而这几个量又是互相有联系的,在实际应用上常用实验曲线来表示它们之间的关系,这就是晶闸管的伏安特性曲线,其伏安特性曲线如图1-5所示,可分为正向特性和反向特性曲线两部分。
图1-5 晶闸管的伏安特性1)晶闸管的正向特性当U>O时对应的特性曲线为正向特性。
由图1-5可知,晶闸管的正向特性分为关断状态OA段和导通状态BC段。
当控制极电流IG=0时,逐渐增加阳极电压U,观察阳极电流I的变他情况。
开始时,三个PN结只有一个导通,晶闸管处于关断状态,只有很小的正向漏电流。
当电压增加到正向转折电压U=UBO时,晶闸管突然导通,进入伏安特性的BC段。
此时晶闸管可通过较大的电流,而管压降很小。
在晶闸管导通后,若减小正向电压,则正向电流就逐渐减小。
当电流小到某一数值时,晶闸管又从导通状态转为阻断状态,这时所对应的最小电流称为维持电流IH。
从图1-5的晶闸管的正向伏安特性曲线可见,当阳极正向电压高于转折电压时,元件将导通。
但是这种导通方法很容易造成晶闸管的不可恢复性击穿而使元件损坏,在正常工作时是不采用的。
晶闸管的正常导通受控制极电流IG的控制,为了正确使用晶闸管,必须了解其控制极特性。
当控制极加正向电压时,控制极电路就有电流IG,晶闸管容易导通,其正向转折电压降低,特性曲线左移。
控制极电流越大,正向转折电压越低。
改变控制极电流IG,控制极电流越大(IGl>IG2>0),转折电压UBO就越低。
2)晶闸管的反向特性当U<O时对应的特性曲线为反向特性。
当晶闸管加反向电压时,三个PN结中有两个是反向偏置,只有很小的反向漏电流IR。
反向电压U增加到一定数值后,反向电流急剧增加,使晶闸管反向击穿,将这一电压值称为反向转折电压UBR。
此时,晶闸管的工作状态与控制极是否加触发电压无关。
但晶闸管一旦反向击穿就永久损坏,在实际应用中应避免出现这种状况。
1.2总电路的设计1.2.1 总电路的原理框图总电路原理图如1-6所示。
图1-6 总电路的原理框图该电路主要由四部分构成,分别为电源,过电保护电路,整流电路和触发电路构成。
输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路,保证电路出现过载或短路故障时,不至于伤害到晶闸管和负载。
在电路中还加了防雷击的保护电路。
然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。
在电路中,过电保护部分我们分别选择的快速熔断器做过流保护,而过压保护则采用RC电路。
整流部分电路则是根据题目的要求为单相双半波整流电路。
该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能。
单结晶体管直接触发电路的移相范围变化较大,而且由于是直接触发电路它的结构比较简单。
方便我们对设计电路中变压器型号的选择。
1.2.2 主电路原理图单相双半波整流电路如图1-7所示。
图1-7 单相双半波整流电路单相双半波可控整流电路中,变压器T带抽头,在U2正半周,VT1工作,变压器二次绕组上半部分通过电流。
U2负半周,VT2工作,变压器二次绕组下半部分流过反向电流。
由上波形图知,单相双半波可控整流电路的Ud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,也由相同的结论单相全控桥整流电路如图1-8所示。
图1-8 单相全控桥整流电路图因此,单相双半波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是一致的。
二者区别在于:单相双半波中变压器结构较复杂,材料的消耗多。
单相双半波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,相应的,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。
单相双半波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而也少了一次管压降。
单相双半波整流电路阻感负载电路如图1-9所示。
图1-9 单相双半波整流电路阻感负载电路图在电源电压正半周期间,晶闸管VT1承受正相电压,VT2承受反相电压。
若在ωt=a时触发,VT1导通,电流经VT1、阻感负载、和T二次侧中心抽头形成回路,但由于大电感的存在,电压过零变负时,电感上的感应电动势使VT1继续导通,直到VT2被触发时,VT1承受反向电压而截至。
在电源电压负半周期间,晶闸管VT2承受正向电压,在ωt=a+π时触发,VT2导通,VT1反向则截止,负载电流从VT1中换流至VT2中。
在ωt=2π时,电压过零,VT2因电感L中的感应电动势一直导通,直到下一个周期VT1导通时。
只有当a≤π/2时,负载电流才连续,当a>π/2时,负载电流不连续,而且输出电压的平均值接近于零,因此这种电路控制角的移相范围是0~π/2。
1.3 相控触发电路设计1.3.1 相控触发电路工作原理晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。
触发电路对其产生的触发脉冲要求:1)触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
2)触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)。
3)触发脉冲应有一定的宽度,脉冲的前沿尽可能陡,以使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
4) 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。
1.3.2相控触发芯片的选择相控触发电路芯片选择KJ004集成触发电路芯片构成的集成触发器KJ004可控硅移相电路可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。
器件输出两路相差180度的移相脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。
电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。
触发器KJ004引脚图如图1-10所示。
图1-10 KJ004引脚图触发器KJ004管脚功能如表1-1所示。
表1-1 触发器KJ004管脚功能表 功 能 输出 空 锯齿波形成 -Vee(1k Ω) 空 地 同步输入 综合比较 空微分阻容 封锁调制 输出 +Vcc引线脚号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16单结晶体管触发电路由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿性能好,脉冲前沿徒等优点,在容量小的晶闸管装置中得到了广泛应用。