单相双半波晶闸管整流电路设计(精)
单相双半波可控整流电路课程设计
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。
课程设计单相半控桥式晶闸管整流电路设计(阻感负载)
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。
单相双半波整流电路设计～小杨
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。
单相半波晶闸管整流电路设计
单相半波晶闸管整流电路设计单相半波晶闸管整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。
在本文中，我将深入探讨单相半波晶闸管整流电路的设计和工作原理，并分享一些关于该主题的观点和理解。
1. 介绍单相半波晶闸管整流电路是一种简单且经济高效的电力转换装置。
它由一个晶闸管、一个负载电阻和一个输入变压器组成。
晶闸管作为开关元件，在特定的触发信号下打开和关闭，从而实现将交流电转换为直流电的功能。
2. 设计要点在设计单相半波晶闸管整流电路时，需要考虑以下几个要点：2.1 输入变压器输入变压器主要用于将高电压的交流电降压为适合电路工作的电压。
变压器的参数选择要根据负载要求和输入电源的特性进行合理的匹配，以确保电路的稳定性和效率。
2.2 晶闸管选择选择适合的晶闸管是设计单相半波晶闸管整流电路的关键。
晶闸管的主要参数包括最大正向电流、最大反向电压和触发电流等。
根据实际需求，选择具有适当安全裕度的晶闸管。
2.3 触发电路触发电路用于控制晶闸管的导通和关断。
其中，触发电路的设计应考虑触发脉冲的宽度、幅度和频率等参数。
触发电路还应具备过电流和过温保护功能，以保证整流电路的稳定性和安全性。
3. 工作原理在单相半波晶闸管整流电路中，当输入电压为正弦波时，晶闸管在触发脉冲的作用下打开，使电流从正向流过负载电阻，从而将正半个周期的交流电转换为直流电。
当输入电压为负值时，晶闸管会自动关闭，以避免反向流动。
4. 优缺点单相半波晶闸管整流电路具有以下优点：4.1 简单和经济相较于其他整流电路，单相半波晶闸管整流电路的设计简单且成本较低，适用于一些简单的应用场景。
4.2 管脚少相对于全波整流电路，单相半波晶闸管整流电路只需要一个晶闸管，因此连接的管脚较少，便于布局和调试。
然而，单相半波晶闸管整流电路也存在一些缺点：4.3 效率较低由于只有正半个周期的交流电被转换成直流电，因此整流效率相对较低。
4.4 输出纹波较大由于输入电压的间断性，单相半波晶闸管整流电路的输出纹波较大，需要进一步进行滤波才能得到稳定的直流电。
单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计.
目录第1章绪论 (1)1.1 电力电子技术的发展 (2)1.2 电力电子技术的应用 (2)1.3 电力电子技术课程中的整流电路 (3)第2章系统方案及主电路设计 (4)2.1 方案的选择 (4)2.2 系统流程框图 (5)2.3 主电路的设计 (6)2.4 整流电路参数计算 (8)2.5 晶闸管元件的选择 (9)第3章驱动电路设计 (11)3.1 触发电路简介 (11)3.2 触发电路设计要求 (11)3.3 集成触发电路TCA789 (12)3.3.1 TCA785芯片介绍 (12)3.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 (16)第4章保护电路设计 (17)4.1 过电压保护 (17)4.2 过电流保护 (18)4.3 电流上升率di/dt的抑制 (18)4.4 电压上升率du/dt的抑制 (19)第5章系统MATLAB仿真 (20)5.1 MATLAB软件介绍 (20)5.2 系统建模与参数设置 (20)5.3 系统仿真结果及分析........................ 错误！未定义书签。
设计体会.. (28)参考文献 (29)附录A 系统电路图 (30)附录B 元器件清单 (23)第1章绪论1.1 电力电子技术的发展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。
这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。
晶闸管的单相半波可控整流电路
优点：电路简单，调整方便 导通角θ——晶闸管实际导通的角度。
t1
t2
ug
晶把闸控管 制组角成α的的变整化流范电围路称可为以移在+相-交范流围电。压不变的iL情况下+，方便地改变直0流输出电压的大小，即可控整流。
R 晶单导闸相通管 半 角u组波θ—1成可—的控晶整整闸流流管电电实路路际可的导以移通在相u的u交范22角2流围度电为。压：不0～变π的L情况下u，L 方便地改变直流输出电t1压的大小，即可控t整2 流。
单相半波可控整流电路
学 校：长治市高级技工学校 授课人：刘新梅 时 间：
单相半波可控整流电路
可控整流
晶闸管组成的整流电路可以在交流电压不变的情况 下，方便地改变直流输出电压的大小，即可控整流。
单相半波可控整流电路
把控制角α的变化范围称为移相范围。
晶闸管组成的整流电路可以在交流电压不变的情况下，方便地改变直流输出电压的大小，即可控整流。
控制角α——从晶闸管开始承受正向电压到被触发导通所对应的电角度。
学 校：长治市高级技工学校
导通角θ——晶闸管实际导通的角度。
（1）电路组成及工作原理
学 学
校校： ：长 长（治 治1市 市）高 高级 级电技 技路工工学 学组校 校成及工作原理
学 校：长治市高级技工学校
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
优点：电路简单，调整方便 学 校：长治市高级技工学校
（单导单1相通相）半 角 半改波电波θ波路—变形可可组—控控α。成晶整整的及闸流流α工管大电电越作实路路小原际的的大理导，移移，通相相即的范范θ角可越围围度为为改小。：：变。00～～输ππ 出电压uL的
0
控制角α——从晶闸管开始承受正向电压到被触发导通所对应的电角度。
电力电子技术课程设计教案
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。
单相桥式半控整流电路的设计
2.2主要元器件的选择
1)晶闸管的选取
图2晶闸管的结构及符号
晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。
晶闸管是具有三个PN结的四层结构, 其结构及符号如图2所示。由于单相桥式半控整流带电感性负载主电路主要元件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。
单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在10uf以下，所以触发脉冲的宽度必须在10uf以上。但是，若C值太大，由于充电时间常数（RP+R）C的最小值决定于最小控制角，则（RP+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。一般规定，晶闸管的不触发电压为0.15~0.3V，所以上述电压不应大于这个数值。
3）晶闸管 提取路径：Simulink\SimpowerSystem\Power Electronics\Thyristor
（3）随着发射极电流ie不断上升，Ve不断下降，降到V点后，Ve不在降了，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点后，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便缓慢地上升，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。
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1
⎰
π
2U 2sin ωtd(ωt=
π
22U 2=0.9 U2
2.变压器二次侧电压的计算
电源电压交流100/ 50Hz ,输出功率:500W ,移相范围:0° -180°。设R=1.25
Ω , α=0°
U d =25V
3.变压器一、二次侧电流的计算P=Id²R Id=20A
U1/Ud=100/25 N1/N2=4/1 I 1=Id /4=5 A 4.变压器容量的计算
晶闸管的额定电压
{} RRM DRM
NVT
U U
U min
=
U NVT ≥(2~3 22U 2 (3-1 U NVT :工作电路中加在管子上的最大瞬时电压
(3移相范围:0°— 180°;
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。
单相双半波可控整流电路
单相双半波可控整流电路又称单相全波可控整流电路。此电路变压器是带中心抽头的,在u 2正半周T1工作,变压器二次绕组上半部分流过电流。u 2负半周, VT2工作,变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。单相全波可控整流电路的U d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,也有相同的结论。因此,单相全波与单相全控桥从直流输入端或者从交流输入端看均是一致的。适用于输出低压的场合作电流脉冲大(电阻性负载时。在比较两者的电路结构的优缺点以后决定选用单相全波可控整流电路作为主电路。
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。
S=U1i 1=100×5=0.5kVA
5.变压器型号的选择N1:N2=4:1 ; S=0.5kVA
三、电路元件的选择
整流元件的选择
由于单相双半波整流带阻性负载主电路主要元件是晶闸管,所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。
(1整流元件中电压、电流最大值的计算
1.晶闸管的主要参数如下:
①额定电压U NVT
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。
前述
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。
一、单相双半波晶闸管整流电路供电方案的选择单相桥式全控整流电路
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。并且单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小,功率因素高的特点。但是,电路中需要四只晶闸管,且触发电路要分时触发一对晶闸管,电路复杂,两两晶闸管导通的时间差用分立元件电路难以控制。
(1断态重复峰值电压U DRM
断态重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时,允许重复加在器件上的峰值电压。
(2反向重复峰值电压U RRM
反向重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时,允许重复加在器件上的反向峰值电压。
通常取U DRM和U RRM中较小的,再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时,额定电压要留有一定裕量,应为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍,以保证电路的工作安全。
单片机技术课程设计说明书
交通灯
系、部:电气与信息工程系学生姓名:李白龙指导教师:
《电力电子技术》课程设计任务书
一、设计课题目
单相双半波晶闸管整流电路设计(纯电阻负载
二、设计要求
1、单相双半波晶闸管整流电路的设计要求为:负载为阻性负载
.
2、技术要求:
(1电网供电电压:交流100V/50Hz;
(2输出功率:500W ;
具体供电方案
电源电压:交流100V/ 50Hz
单相双半波晶闸管整流电路主电路设计
1.主电路原理图
单相全波整流电路如图(a所示,波形图如图(b所示。
图(a单相全波整流电路
图(b单相全波整流电路及波形图
根据图中(b可知,单相全波整流电路的输出电压与桥式整流电路的输出电压相同。
(1输出平均电压为: 0U L U ==
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。
课题设计的主要内容是供电方案的选定,主电路的设计,电路元件的选择,保护电路的选择,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。