单相半控桥式晶闸管整流电路的设计样本
电力电子学课程设计说明书单相半控桥式晶闸管整流电路的设计
北京交通大学海滨学院电力电子学课程设计说明书单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载）学生姓名刘楷鹏.学号09142087 .专业电气工程及其自动化班级0902指导教师杨国庆.完成时刻2012-5-10 .摘要随着科学技术的日趋进展,人们对电路的要求也愈来愈高,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、性能稳固,利用它能够方便地取得大中、小各类容量的直流电能,是目前取得直流电能的主要方式,取得了普遍应用。
可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，就组成了PWM整流电路。
通过对PWM整流电路的适当控制，能够使其输入电流超级接近正弦波，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，它具有普遍的应用前景。
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类电力变换电路实现电能和变换和控制，而组成的一门完整的学科。
故其学习方式与电子技术和控制技术有很多相似的地方，因此要学好这门课就必需做好实验和课程设计，因此咱们进行了这次课程设计。
又因为整流电路应用超级普遍，而三相晶闸管半控整流电路又有利于夯实基础，故咱们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。
关键词：电力电子相控流PWM 整流课程设计目录1.摘要 (2)2. 设计目的与要求 (4).3. 电器元件选择 (5)4. 辅助电路的设计 (6)驱动电路的设计保护电路的设计电流上升率、电压上升率的抑制保护5. 主体电路的设计 (13)单相半控式晶闸管整流电路图主电路设计与原理分析6. 设计总结 (15)7. 参考文献 (16)8.附录 (16)参数计算二．设计目的与要求设计目的“电力电子技术”课程设计时在教学及实验的基础上，对课程所学理论知识的深化高。
单相半控桥式晶闸管整流电路电阻负载
电气工程学院电力电子课程设计设计题目：单相半控桥式晶闸管整流电路（电阻负载）学号：姓名：同组人：指导教师：设计时间：设计地点：电力电子课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日电力电子课程设计任务书学生姓名：指导教师：一、课程设计题目：单相半控桥式晶闸管整流电路（电阻负载）二、课程设计要求1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案；5. 撰写课程设计报告——最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。
三、进度安排2．执行要求课程设计共5个选题，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。
摘要本次课程设计的题目为：单相半控桥式晶闸管整流电路，其中负载为纯电阻负载。
电路设计的主要参数及要求：1、电源电压：交流100V/50Hz；2、输出功率：500W；3、移相范围：0º-180º。
对于单相半控桥式晶闸管整流电路（电阻负载），其电路设计的主要功能为：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。
单相桥式半控整流电路在纯电阻负载电流连续时，当相控角α<180°时，可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流，同时，调节触发电路，可改变触发角进行调压；在α>180°时，由于二极管的单相导电性，电路无法实现逆变，输出电压为零。
关键词：单相半控桥式晶闸管整流电路、纯电阻负载、相控角调节AbstractABSTRACT：Curriculum design topics: single-phase half-controlled bridge thyristor rectifier circuit, where the load is purely resistive load. The main parameters and requirements of the circuit design: 1, the power supply voltage: AC 100V/50Hz, output power: 500W; 2; 3, the phase shift range: 0 º ~180 º.For the single phase half controlled bridge thyristor rectifier circuit (resistive load), the main function of the circuit design:Characteristics of single phase bridge half controlled rectifier circuit is triggered thyristor turn-on, and rectifier diode is higher than that of cathode voltage in the anode voltage natural conduction.Single phase bridge half controlled rectifier circuit load current is continuous in the pure resistance, while the mouldings α <180 °, c an realize the phase control rectifier, AC power into DC power at the same time, adjusting trigger circuit, which can change the trigger angle regulator; when α >180 °, because the phase conductivity diode, the circuit can not be achieved inverter, output voltage to zero. KEYWORDS：S ingle phase half controlled bridge thyristor rectifier circuit, pure resistive load, adjust phase mouldings目录第一章系统方案设计 (1)一、主电路方案设计 (1)1.1主电路方案论证 (1)1.2主电路结构及其工作原理 (2)1.3参数计算 (3)1.4主电路器件选用 (3)二、控制电路方案设计 (4)2.1 触发控制电路方案 (4)2.1.1 方案一 (4)2.1.2 方案二 (5)第二章仿真 (8)一、主电路仿真 (8)1.1 仿真设置 (8)1.2 仿真结果 (10)二、控制电路仿真 (11)2.1 方案一仿真 (11)2.2 方案二仿真 (13)2.2.1 各部分电路分析与仿真 (14)2.2.2输出控制信号仿真 (17)第三章电路调试 (19)一、实物制作 (19)二、实际控制信号测量 (20)2.1 电路各组成部分输出波形 (20)2.2 控制信号输出波形 (21)第四章结论 (24)第五章心得体会与建议 (25)参考文献 (26)附录1：元器件清单 (27)第一章系统方案设计一、主电路方案设计1.1 主电路方案论证方案一：单相半控桥式整流电路（含续流二极管）单相桥式半控整流电路虽然具有电路简单、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，如图1-1。
单相半控桥式晶闸管整流电路设计反电势电阻
电力电子技术课程设计单相半控桥式晶闸管整流电路设计（反电势、电阻）班级：学号：姓名：一、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面综合的加以运用，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；二、设计任务1、通过查阅参考资料完成单相半控桥式晶闸管整流电路的设计任务；2、绘制电气控制原理图，包括主电路图及触发电路图(或驱动电路图)，正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单；1.设计的主要参数及要求：设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围30º~150º4、负载为反电势、电阻负载2.电路元件的选择（1）整流元件的选择由于单相桥式半控反电动势、电阻负载电路主要器件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。
晶闸管的结构晶闸管是大功率的半导体器件，从总体结构上看，可区分为管芯及散热器两大部分，分别如图所示a）螺栓型 b）平板型 c）电气符号图晶闸管管芯及电路符号表示晶闸管管芯的内部结构如图所示，是一个四层（P1—N1—P2—N2）三端（A、K、G）的功率半导体器件。
它是在N型的硅基片（N1）的两边扩散Ｐ型半导体杂质层（P1、P 2），形成了两个PN结J1、J2。
再在P2层内扩散Ｎ型半导体杂质层N2又形成另一个PN结J3。
然后在相应位置放置钼片作电极，引出阳极A，阴极K及门极G，形成了一个四层三端的大功率电子元件。
这个四层半导体器件由于三个PN结的存在，决定了它的可控导通特性。
晶闸管的工作原理通过理论分析和实验验证表明：1）只有当晶闸管同时承受正向阳极电压和正向门极电压时晶闸管才能导通，两者不可缺一。
2）晶闸管一旦导通后门极将失去控制作用，门极电压对管子随后的导通或关断均不起作用，故使晶闸管导通的门极电压不必是一个持续的直流电压，只要是一个具有一定宽度的正向脉冲电压即可，脉冲的宽度与晶闸管的开通特性及负载性质有关。
成稿单相半控桥式晶闸管整流电路课程设计
电力电子课程设计单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管、反电势电阻负载）院别：机械与电子工程学院专业年级：电气工程自动化姓名：学号：指导老师：起止日期：1.设计任务书一、设计题目单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管、反电势、电阻负载）二、设计目的通过电力电子变流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Internet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。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
三、设计数据:1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围30º~150º4、反电势：E=70V四、设计内容：单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（反电势、电阻负载）五、设计要求（1）画出电路原理图（2）完成参数计算六、课程设计报告要求课程设计用纸和格式统一，要求图表规范，文字通顺，逻辑性强。
设计报告不少于20页。
1、设计的基本要求（给出所要设计的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求（包括性能指标），最好剑术所设计装置的主要用途）2、总体方案的确定（包括调制方式，pwm控制方法，主电路形式确定等）3、具体电路设计（主电路设控制电路设计以及参数计算等）4、附录（电路图，仿真结果图等）5、参考文献前言电力电子学,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。
单相半控桥式晶闸管可控整流电路(阻感负载)
西安交通工程学院《电力电子技术》课程设计报告题目：单相半控桥式晶闸管可控整流电路（阻感负载）专业班级: 电气工程及其自动化1402班姓名：康爽陈绪磊任旭豪时间：2016年12月16日指导教师：贾亚娟完成日期：2016年12月30日设计任务书1．设计目的与要求1.1设计一个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）设计要求：（1）电源电压：交流100V/50Hz；（2）输出功率：500W；（3）移相范围：0°～180°。
1.2设计一个单相半控桥式晶闸管可控整流电路（阻感负载）（有续流二极管）设计要求：（1）电源电压：交流100V/50Hz；（2）输出功率：500W；（3）移相范围：0°～180°。
2．设计内容（1）根据课程设计题目，收集相关资料，并设计出主电路和控制电路；（2）用MATLAB软件对设计的电路进行仿真；（3）撰写课程设计报告，并画出主电路、控制电路的原理图，说明其工作原理以及选择元件参数，绘制主电路和触发电路的波形，并给出仿真波形，对仿真结果进行分析，附参考资料。
3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录1 引言 (1)2 总体设计方案 (1)2.1 设计思路 (1)2.1.1单相半控桥式晶闸管可控整流电路控制流程 (1)2.2 总体设计框图 (2)3 设计原理分析 (2)3.1单相半控桥式晶闸管可控整流电路（阻感负载）（无续流二极） (2)3.2单相半控桥式晶闸管可控整流电路（阻感负载）（有续流二极管） (3)4参数选择 (4)4.1元件清单 (4)4.2 整流元件的选择 (4)4.2.1晶闸管结构 (4)5 总结与体会 (5)参考文献 (6)单相桥式半控整流电路摘要: 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。
本次课程设计要完成单相桥式半控整流电路的设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间连续可调，由于是半控电路，因此会用到晶闸管。
单相半控桥式晶闸管整流电路设计
单相半控桥式晶闸管整流电路设计
首先，我们需要选取合适的晶闸管。
选择晶闸管时，需要考虑电流、
电压和功率的要求，以确保晶闸管能够正常工作并满足应用需求。
第二步是设计电流限制电路。
电流限制电路用于限制电流通过晶闸管
的大小，以防止晶闸管因过载而损坏。
一种常见的电流限制电路是采用电
流互感器，通过测量电流并输出反馈信号，以控制晶闸管的导通角度。
此外，还可以使用电流变压器或电阻器来实现电流限制。
接下来，我们需要设计控制电路。
控制电路用于控制晶闸管的导通角度，并确定晶闸管何时开启和关闭。
常用的控制电路包括脉冲宽度调制（PWM）控制和零点检测控制。
在PWM控制中，通过调制输入信号的脉冲
宽度来控制晶闸管的导通角度。
而零点检测控制则是通过检测电压波形的
零点来判断晶闸管的开启和关闭时机。
此外，为了确保整流电路的稳定性和安全性，还需要添加电容滤波电
路和过压保护电路。
电容滤波电路用于平滑输出电压，减少电压波动；而
过压保护电路则用于防止电压超出设定范围，保护电路和设备。
最后，根据设计的电路参数和需求进行计算和选取其他元器件，如电阻、电感、二极管等。
通过计算和仿真，验证电路的性能和稳定性，确保
整流电路能够正常工作。
总结起来，设计单相半控桥式晶闸管整流电路需要考虑晶闸管的选取、电流限制电路、控制电路、电容滤波电路和过压保护电路等因素。
通过综
合考虑这些因素，并进行计算和仿真，可以设计出一个性能稳定的单相半
控桥式晶闸管整流电路。
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 =。
单相半控桥式晶闸管整流电路的设计
课程设计题目单相半控桥式晶闸管整流电路的安排（戴绝流二极管）（阻感背载）教院自动化博业自动化班级100...班姓名指挥西席许湘莲2012年12月29日一课程安排的本量战脚法本量：是电气疑息博业的必建试验性关节.脚法：1、培植教死概括使用知识办理问题的本收与本量动脚本收；2、加深明黑《电力电子技能》课程的基础表里；3、收端掌握电力电子电路的安排要收.二课程安排的真量:单相半控桥式晶闸管整流电路的安排（戴绝流二极管）（阻感背载）安排条件：1、电源电压：接流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范畴0º~180º三课程安排基础央供1、二人一个题目，按教号拉拢；2、根据课程安排题目，支集相闭资料、安排主电路、统制电路；3、用MA TLAB/Simulink对付安排的电路举止仿真；4、撰写课程安排报告——画出主电路、统制电路本理图，证明主电路的处事本理、采用元器件参数，证明统制电路的处事本理、画出主电路典型波形，画出触收旗号（启动旗号）波形，证明仿真历程中逢到的问题妥协决问题的要收，附参照资料；5、通过问辩.戴要电力电子技能课程安排是正在教教及真验前提上，对付课程所教表里知识的深进战普及.本次课程安排要完毕单相桥式半控整流电路的安排，对付电阻背载供电，并使输出电压正在0到180伏之间连绝可调，由于是半控电路，果此会用到晶闸管与电力二极管.别的，还要用MATLAB对付安排的电路举止建模并仿真，得到电压与电流波形，对付停止举止分解.闭键词汇：半控整流晶闸管目录1 安排的基础央供11.1安排的主要参数及央供：11.2 安排的主要功能12总体系统错误!未定义书签。
12.2 参数估计23硬件电路33.1 系统总体本理框图33.2 启动电路43.2.1 启动电路规划43.2.2 启动电路的安排43.3 呵护电路63.3.1 变压器二次侧熔断器63.3.2 晶闸管呵护电流错误!未定义书签。
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学号：课程设计题目单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管）（阻感负载）学院自动化专业自动化班级100...班姓名指引教师许湘莲年12 月29 日一课程设计性质和目性质：是电气信息专业必修实践性环节。
目：1、培养学生综合运用知识解决问题能力与实际动手能力；2、加深理解《电力电子技术》课程基本理论；3、初步掌握电力电子电路设计办法。
二课程设计内容:单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管）（阻感负载）设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范畴0º~180º三课程设计基本规定1、两人一种题目，按学号组合；2、依照课程设计题目，收集有关资料、设计主电路、控制电路；3、用MATLAB/Simulink对设计电路进行仿真；4、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，阐明主电路工作原理、选取元器件参数，阐明控制电路工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，阐明仿真过程中遇到问题和解决问题办法，附参照资料；5、通过答辩。
电力电子技术课程设计是在教学及实验基本上，对课程所学理论知识深化和提高。
本次课程设计要完毕单相桥式半控整流电路设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间持续可调，由于是半控电路，因而会用到晶闸管与电力二极管。
此外，还要用MATLAB 对设计电路进行建模并仿真，得到电压与电流波形，对成果进行分析。
核心词：半控整流晶闸管1 设计基本规定 (1)1.1设计重要参数及规定：........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 设计重要功能 (1)2总体系统 (2)2.1主电路构造及其工作原理 (2)2.2 参数计算 (2)3硬件电路 (4)3.1 系统总体原理框图 (4)3.2 驱动电路 (5)3.2.1 驱动电路方案 (5)3.2.2 驱动电路设计 (5)3.3 保护电路 (8)3.3.1 变压器二次侧熔断器 (8)3.3.2 晶闸管保护电流 (9)3.4 触发电路 (10)4 元器件选取 (11)4.1 晶闸管 (11)4.1.1 晶闸管构造与工作原理 (11)4.1.2 晶闸管选取 (13)4.2 电力二极管 (13)5 MATLAB建模与仿真 (14)6 心得体会 (18)参照文献 (19)1 设计基本规定1.1设计重要参数及规定：设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范畴0º~180º1.2 设计重要功能单相桥式半控整流电路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持续时，当相控角α<90°时，可实现将交流电功率变为直流电功率相控整流；在α>90°时，可实现将直流电返送至交流电网有源逆变。
在有源逆变状态工作时，相控角不应过大，以保证不发生换相（换流）失败事故。
不含续流二极管电路具备自续流能力，但一旦浮现异常，会导致：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，这种状况称之为“失控”。
失控时输出电压相称于单相半波不可控整流时电压波形。
在失控状况下工作晶闸管由于持续导通很容易因过载而损坏。
由于半导体自身具备续流作用，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。
含续流二极管电路具备电路简朴、调节以便、使用元件少等长处，并且不会导致失控显现，续流期间导电回路中只有一种管压降，少了一种管压降，有助于减少损耗。
2总体系统2.1主电路构造及其工作原理单相桥式半控整流电路虽然具备电路简朴、调节以便、使用元件少等长处，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小缺陷。
其使用电路图如下图2.1所示。
图2.1 主体电路构造原理图在交流输入电压u2正半周（a 端为正）时，Th1和D1承受正向电压。
这时如对晶闸管Th1引入触发信号，则Th1和D1导通电流通路为u2+→Th1→R →D1→u2-。
这时Th2和D1都因承受反向电压而截至。
同样，在电压u2负半周时，Th2和D2承受正向电压。
这时，如对晶闸管Th2引入触发信号，则Th2和D2导通，电流通路为：u2-→Th2→R →D2→u2+。
这时Th1和D1处在截至状态。
显然，与单相半波整流相比较，桥式整流电路输出电压平均值要大一倍。
2.2 参数计算输出电压平均值： 1221cos 1cos 2sin ()0.922d U U U td t U παααωωππ++===⎰ （2-1） α=0时，U d =U d0=0.9U ；α=1800时，U d =0。
可见，α角移相范畴为1800。
向负载输出直流电流平均值为1cos 1cos 0.922d d U U I R R R ααπ++=== （2-2） 输出电压平均值： U d =0.9U 22cos 1α+ （2-3）输出电流平均值： d I = U d /R （2-4） 流过晶闸管电流有效值： I VT = d I /2 （2-5）波形系数： K f = I VT /d I =2/2 （2-6）交流侧相电流有效值： I 2=παπ-·I d （2-7） 续流管电流有效值： I VD =πα·I d （2-8）I == （2-9）012I Imsin Im d td t πωωππ==⎰ （2-10）Im/2Im/f K π== （2-11） 1.57T f dI K I = （2-12） 2.51.57f d T K I I A ∴== （2-13）令0=∂0时，U 2=220V,P 出=50V ×10A=500W 。
U d =0.9U 2(1+∂cos )/2=198VI d =P 出/U d =10.8A ，K f =I VT / I d =2/2=0.707，晶闸管额定电流为：I T = K f I d /1.57=2.5A,取2倍电流安全储备，并考虑晶闸管元件额定电流系列取5A 。
晶闸管元件额定电压2U 2=2100=141.4V ，取2～3倍电压安全储备，并考虑晶闸管额定电压系列取300V 。
令π=∂时，I VT =π∂ I d =I d =10.8A 时，此时流过续流二极管电流最大为10.8A ，取2倍电流安全储备，并考虑晶闸管元件额定电流系列取20A 。
续流二极管两端最大电压为U d =220V ，取2～3倍电压安全储备，并考虑晶闸管额定电压系列去220V 。
因此选取续流二极管额定电压为220V,额定电流为20A 晶闸管和二极管，电感取无穷大，L=150H ，R=20Ω。
3硬件电路3.1 系统总体原理框图单相半控桥式整流电路设计，咱们一方面对电路原理进行分析，通过度析，结合详细性能指标求出相应参数，然后在Matlab 仿真软件中建立仿真模型，仿真模型采用交流输入电源，使用晶闸管和二极管作为整流器件，通过不断仿真、调试、不断修改参数，懂得符合对的参数规定。
其系统原理框图如下图3.1图 3.1 系统原理框图其相应波形原理图如图3.2所示图 3.2 波形原理图3.2 驱动电路3.2.1 驱动电路方案方案一：采用专用集成芯片产生驱动信号。
专用集成芯片对于整个系统来说非常好：集成度高，不易产生各种干扰；产生驱动信号精准度高，更便于系统精准度：简朴、省事，易于实现。
但是，专用集成芯片价格比较昂贵且不易购买；对于锻炼个人能力用专用芯片业很难达到效果。
方案二：采用LM339、ICL8083等构成驱动电路虽然效果不是较好，但是它完全是硬件驱动，能更好锻炼人知识运用和能力开发。
两个方案相比较而言我选取方案二。
3.2.2 驱动电路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诸多，如整流、逆变、交流调压、变频等；所带负载性质也不相似，如电阻性负载、电阻—电感性负载、反电势负载等。
尽管不同状况对触发电路规定也不同，但是其基本规定却是相似，详细如下（a）触发信号应有足够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触发，可参照元件出厂实验数据或产品目录，设计触发电路输出电压、电流值，并留有一定裕量。
普通可取两倍左右触发电流裕量，而触发电压按触发电流大小来决定，但是应注意不要超过晶闸管门极容许峰值功率和平均功率极限值。
（b）触发脉冲信号应有一定宽度普通晶闸管导通时间普通为6us，故触发脉冲宽度至少应有6us以上，对于电感性负载，由于电感会抑制电流上升，触发脉冲宽度应当更大些，普通为0.5ms—1ms，否则在脉冲终结时主电路电流尚未上升到晶闸管擎住电流时，此时将使晶闸管无法导通而重新恢复关断状态。
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半导体器件，它基片为条状高阻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种P区作为发射极e。
其符号和等效电如下图3.3所示。
图 3.3 单结晶体管符号和等效电路图结晶体管特性从图（a）可以看出，两基极b1和b2之间电阻称为基极电阻。
Rb b=rb1+rb2式中：Rb1——第一基极与发射结之间电阻，其数值随发射极电流i e而变化，rb2为第二基极与发射结之间电阻，其数值与i e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Vb b，则A点电压为：V A=[rb1/（rb1+rb2）]vb b=（rb1/rb b）vb b=ηVb b式中：η——称为分压比，其值普通在0.3—0.85之间，如果发射极电压V E由零逐渐增长，就可测得单结晶体管伏安特性，见图3.4图 3.4 单结晶体管伏安特性（1）当V e〈ηVbb时，发射结处在反向偏置，管子截止，发射极只有很小漏电流I ceo。
（2）当V e≥ηVbb+VD VD为二极管正向压降（约为0.7V），PN结正向导通，I e明显增长，rb1阻值迅速减小，V e相应下降，这种电压随电流增长反而下降特性，称为负阻特性。
管子由截止区进入负阻区临界P称为峰点，与其相应发射极电压和电流，分别称为峰点电压I p和峰点电流I p。
I p是正向漏电流，它是使单结晶体管导通所需最小电流，显然V p=ηVbb。