单相桥式整流电路 课程设计
单相桥式整流电路教案

交流讨论单相全波整流电路的工作原理及工作波形?小组讨论法巡视指导进行小组讨论5′精心点拨一、电路结构和工作原理1、电路结构(由4只二极管组成一个整流桥)2、工作原理电路工作原理通过如下仿真电路进行讲解。
其工作原理图如下所示:问答法讲授法演示法讲授法讲授法问答法展示PPT图片并提问讲解结构进行电路仿真演示,边演示边讲解工作原理结合仿真演示结果并通过PPT提问讲解电路工作过程边看边回答听讲记录15′即: (1)当i v 为正半周时,1VD 、3VD 导通,2VD 、4VD 截止,L R 上有输出电压o v ,如图(a )所示;(2)当i v 为负半周时,2VD 、4VD 导通,1VD 、3VD 截止,L R 上有输出电压o v ,如图(b )所示。
其输出波形如下图所示:二、负载与整流二极管的电压和电流 1、输出电压、电流 (1)负载电压o V :20.9o V V = (2)负载电流o I :20.9o o L L V V I R R ==(3)流过二极管的正向电流V I :12V o I I = (4)二极管反向峰值电压RM V :22RM V V =2、整流二极管的选择 (1)最大整流电流:12VM o I I ≥(2)最高反向工作电压:22RM V V ≥问答法板演法 讲授法讲授法 提问工作过程 进行板书讲解 分析讲解观看听讲思考记录 回答 思考听讲记录 听讲记录巩固深化知识 1、播放单相全波整流电路的视频; 2、核对同步练【任务一】中的题目; 3、完成同步练【任务二】的题目。
演示法 问答法 播放视频 布置任务观看回顾 完成任务7′ 任务二:三种整流电路的区别与联系任务延伸1、区别单相半波、全波、桥式整流电路的结构、特点; (完成【任务拓展】第1题)(小组讨论完成)2、完成【任务拓展】第2—4题;学习指导法布置任务 巡视小组讨论完成35′。
单相桥式整流电路教学设计

单相桥式整流电路教学设计第周第课时年月日课题单相桥式整流电路教具学习知道单相桥式整流电路的组成和特点,会分析单相桥式整流电路的工作原理,并能目标画出相应的输出电压、电流的波形,会分析计算单相桥式整流电路中输出电压、电流及晶体二极管的选择。
重点分析单相桥式整流电路的工作原理,并能画出相应的输出电压、电流的波形难点分析计算单相桥式整流电路中输出电压、电流及晶体二极管的选择教学设计及学习内容(包括学生学习过程设计、学习内容等) 附: 复习与导入新课学生回忆上一节的内容,并回答问题:(1)整流是指将转换成的过程。
整流是利用管的特性工作的。
(2)教学环节1:单相桥式整流电路组成教师活动:通过这种列表比较的方法,不仅可以让学生复习两个整流电路的计算,而且可以让学生比较异同,从而对所学过的知识有更深的印象,同时从变压器中心抽头式整流电路存在的缺点,提出问题,如何改进,学生活动:学生仔细观察,在教师的讲解下了解桥式整流电路组成知识点:?单相交流电源。
?变压器绕组。
?中心抽头。
?二极管工作原理。
教学环节2:单相桥式整流的工作原理教师活动:引导学生进行电路分析,利用多媒体课件演示电路工作过程。
学生活动:通过电路分析判别各二极管动态工作状态,画出负载工作波形图。
知识点:?二极管工作原理。
?变压器绕组工作原理。
?电路分析方法。
?电压、电流波形图绘制法。
教学环节3:电路画法教师活动:通过多媒体演示不同画法单相桥式整流电路学生活动:对各种不同画法电路进行分析总结出判别电桥电路的特征以及判别输出电压极性的方法。
知识点:?电路分析方法。
?电路绘制法。
?二极管工作原理。
教学环节4:应用教师活动:通过多媒体演示半桥堆和全桥堆的使用方法。
学生活动:认知实际电路元件及其使用方法。
知识点:电子线路由于课程的特点,必须重视理论与实际应用的相结合,故在此桥式整流电路的教学中,介绍半桥堆和全桥堆的应用,并提出实际应用中可能会碰到的问题,让学生通过问题的解决,可以提高他们对知识的应用能力。
单相桥式全控整流电路课程设计

目录一设计目的 1二设计任务 1三设计内容与要求 1四设计资料及有关规定五设计成果要求5.2课程设计方案的选择5.2.1整流电路5.3主电路的设计5.3.1系统总设计框图5.3.4晶闸管基本参数5.3.4.1 动态特性5.3.4.2晶闸管的主要参数说明5.3.4.3晶闸管的选型5.3.5变压器的选取5.3.6 性能指标分析5.4触发电路和保护电路的设计5.4.1触发电路5.4.2保护电路的设计5.4.2.1 主电路的过电压保护电路设计5.4.2.2主电路的过电流保护电路设计5.4.2.3电流上升率、电压上升率的抑制保护5.6设计总结单相全控晶闸管整流电路课程设计一 设计目的(1)培养综合应用所学知识,并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力;(2)较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌整流电路设计的基本方法。
(3)培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力;(4)培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
二 设计任务(1)进行设计方案的比较,并选定设计方案;(2)课程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,以及控制电路的设计;(3)完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择;(4)完成驱动电路的设计,保护电路的设计;三 设计内容与要求负载为电阻电感性负载:L=700mH,R=500欧姆技术要求:电网供电电压为单相220V,50赫兹,输出电压为100V, 输出功率为1000W设计技术要求:(1)电源电压:交流100V/50Hz(2)输出功率:500W;(3)移相范围:0~90度。
四 设计资料及有关规定使用的元器件要求为:负载为220V、305A的直流电机,采用三相整流电路,交流测由三相电源供电, 续流二极管,电感,电容,二极管,金属模电阻,三极管,触发电路KJ004,平波电抗器,运算放大器,功率电阻,220V和380V变压器。
五、设计成果要求5.1 课程设计要求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)、电源电压:交流100V/50Hz2)、输出功率:100W3)、移相范围0º~90º5.2课程设计方案的选择5.2.1整流电路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。
单相桥式全控整流电路课程设计_2

单相桥式全控整流电路的设计摘要:本文以单相桥式全控整流电路为研究对象,介绍了单相桥式全控整流电路的工作原理,并且应用了matlab/simulink对其进行了仿真设计,并且实现了仿真设计,而且对仿真结果进行了分析。
关键词:单相桥式全控整流电路 simulink 仿真设计波形1原理方框图系统原理方框图如1-1所示:2主电路的设计主电路原理图如下图1-2所示:主电路原理说明在电源电压u2正半周期间,VT1、VT4承受正向电压,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负半周期间,仍在触发延迟角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。
此后又是VT1和VT4导通,如此循环的工作下去。
该电路的移向范围是0―π。
另外,由于该整流电路带的是反电动势负载,因而不是正半轴的任意时刻都能开通晶闸管的,要开通晶闸管必须在交流电瞬时值大于E 的时候去触发。
提前触发的话,晶闸管会在E 的作用下承受反向电压,无法导通。
3.元器件的选取(1)晶闸管晶闸管的主要参数如下:①额定电压U Tn通常取DRM U 和RRM U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,额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍,以保证电路的工作安全。
晶闸管的额定电压 {}RRM DRM Tn U U U ,m in =U Tn =(2~3)U TM (2-7) U TM :工作电路中加在管子上的最大瞬时电压 ②额定电流I T(A V)I T(AV) 又称为额定通态平均电流。
其定义是在室温40°和规定的冷却条件下,元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170°的电路中,结温不超过额定结温时,所允许的最大通态平均电流值。
《单相桥式整流电路》教学案例

《单相桥式整流电路》教学案例电子电工组张平娃教学目标1 .知识和技能知道单相桥式整流电路的组成和特点,会分析单相桥式整流电路的工作原理,并能画出相应的输出电压、电流的波形,会分析计算单相桥式整流电路中输出电压、电流及晶体二极管的选择。
2.过程与方法通过电路构成、工作波形图和系列问题的讨论,使学生获得工程技术和问题探究过程的体验,并在过程中感悟、掌握科学研究与技术研究的方法,培养学生的创造性思维能力。
3 .情感态度与价值观通过师生互动和生生互动,激发学生积极思维、勇于创新的兴趣和动机;通过对电子电路的分析与探讨,培养学生的学习热情和学习兴趣,勇于发现、主动探索的科学精神,并学会与人协作,发扬团队精神。
教学设计教学设计理论基础:根据探究教学理论,学生学习应在教师指导下运用探究的方法学习,让学生能够主动获取知识,从而发展学生的能力,培养学生的创新精神和实践能力。
《电子技术基础与技能》课由于其理论性强,抽象不易理解,学生普遍感到难学,为了分解难点,创设便于学生学习的问题情境,通过一个个问题的解决,激发学生的求知欲望和学习兴趣,引导学生进入探索、认识、解决问题的情境,从而提高学生的自主学习的能力,加强学生的创新意识。
学习目标教学过程复习与导入新课学生回忆上一节的内容,并回答问题:整流是指将转换成的过程。
整流是利用的特性工作的。
新授课1.单相桥式整流电路组成师:单相桥式整流电路与前面两个电路相比,在电路组成上有什么不同?生:变压器没有采用中心抽头,采用了四个整流二极管。
师:因为电路连接形式如电工中的电桥电路,故称为桥式整流电路。
2. 单相桥式整流的工作原理(1)工作过程屏幕投影问题:电源正半周和负半周,哪些二极管导通?哪些二极管截止?相应的电流通路是怎样的?屏幕:动态演示电源正半周和负半周时电流的流通路径,学生能够很清晰地看出电流流向。
(2)工作波形和电路的计算师:实际的整流电路波形是否与我们所分析的一样呢?学生通过观看实验录像,观察输入波形和输出波形的波形师:如何求出负载上和整流二极管上的电压和电流?学生相互讨论,得出相关结论。
单相桥式全控课程设计

单相桥式全控课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握单相桥式全控整流电路的基本原理,理解电路中各元器件的作用及相互关系。
2. 使学生了解单相桥式全控整流电路在不同负载条件下的工作特性,包括输出电压、电流波形及其相位关系。
3. 引导学生掌握单相桥式全控整流电路的参数计算方法,并能应用于实际电路设计中。
技能目标:1. 培养学生具备运用所学知识分析、解决实际电路问题的能力。
2. 让学生通过实验操作,学会单相桥式全控整流电路的搭建、调试和故障排查。
3. 提高学生的团队协作能力,培养学生之间的沟通与交流。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术专业的兴趣和热情,激发学生主动探索、创新的精神。
2. 引导学生树立正确的价值观,认识到电子技术在国民经济发展中的重要性。
3. 培养学生的安全意识,让学生在实验过程中养成良好的操作习惯。
课程性质:本课程属于电子技术专业课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,具有较强的学习能力和动手能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力,同时关注学生的情感态度价值观培养,使学生在掌握专业知识的同时,具备良好的职业素养。
通过具体的学习成果分解,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 单相桥式全控整流电路基本原理:讲解晶闸管的工作原理,分析单相桥式全控整流电路的构成、工作过程及各元器件的作用。
2. 单相桥式全控整流电路工作特性:介绍在不同负载条件下,输出电压、电流波形及其相位关系,分析电路的效率、功率因数等性能指标。
3. 单相桥式全控整流电路参数计算:教授电路参数计算方法,包括负载电阻、触发角度等参数的选择与计算。
4. 实践操作:安排学生进行单相桥式全控整流电路的搭建、调试及故障排查,提高学生的动手能力。
5. 教学案例解析:分析实际应用中的单相桥式全控整流电路,使学生更好地理解所学知识在实际工程中的应用。
桥式单相全波整流电路.教案

四、教学小结:总结本课主要内容,强调重点掌握知识
五、布置作业:
1、在桥式整流电路中,已知VL=9V,IL=1A。
求:1)电源变压器次级电压V2;
2)整流二极管承受的最大反向电压VRM;
3)流过二极管的平均电流IV。
2、桥式整流电路中,若:1)V1内部短路,会出现什么现象? 2)V1虚焊,会出现什么现象? 3)V1方向接反,会出现什么现象?
三、讲授新课
分析其电路组成:
V1
2.工作原理分析:
正半周:电流通过V1.V3,V2.V4截止。
电流从右向左通过负载。
负半周:电流通过V2.V4,V1.V3截止。
电流从右向左通过负载。
结论:通过负载RL的电流IL是全波脉动直流,RL两端电压是全波脉动直流电压VL
②屏幕显示以下幻灯片,用动画将分析过的桥式整流电路(前面为了便于学生观察,没有画成书上常见的图形)变形,成为标准全波整流电路图。要求学生画标准全波整流电路图。
3、掌握桥式整流电路的连接方法并会进行电路故障分析
教学重点
能复述桥式全波整流电路的工作原理
教学难点
掌握桥式整流电路的连接方法并会进行电路故障分析
课外作业
补充
主要内容板书设计
桥式单相全波整流电路
1、分析其电路组成: 4、优点:
2、工作原理分析: 5、巩固练习:
3、负载上和整流二极管上的电压和电流分 6、故障分析:
2.单相全波整流电路有什么优点和缺点?
答:优点:整流效率高, 输出电压波动小。
缺点:变压器必须有中心抽头, 二极管承受的反向电压高。
二、引入新课:
前面我们学习了单相半波整流电路和变压器中心抽头单相全波整流电路,它们各自有其优缺点,在实际应用中比较少用,那么我们能否把二者结合起来设计一种新型的电路,既可以实现全波整流有可以降低二极管所能承受的反向电压同时还可以将电路结构简单化充分体现二者的优点呢?这就是我们本节课要学习的另一种整流电路——桥式单相全波整流电路
单相桥式整流电路教学设计

单相桥式整流电路教学设计教学设计:单相桥式整流电路一、教学目标:1.了解单相桥式整流电路的工作原理;2.熟悉单相桥式整流电路的电路图和元件的连接方式;3.掌握使用示波器观察单相桥式整流电路输入输出波形的方法;4.理解单相桥式整流电路的输出特性。
二、教学准备:1.实验仪器:示波器、直流电源、电阻、二极管、峰值表等;2.实验器件:电阻、二极管、导线等;3.教学辅助工具:多媒体投影仪、电子白板等。
三、教学过程:1.引入课题:介绍“整流电路”概念,并与学生一起思考为什么需要对交流电进行整流。
2.知识讲解:a.单相桥式整流电路的工作原理:单相桥式整流电路是由四个二极管组成的桥式电路,可以将交流电信号转换为直流电信号。
当输入交流电为正半周期时,只有D1和D3导通,而D2和D4截止;当输入交流电为负半周期时,只有D2和D4导通,而D1和D3截止。
b.单相桥式整流电路的电路图和元件连接方式:将四个二极管和负载电阻连接成桥式电路,输入交流电源接在桥路上,负载电阻接在桥路中间。
c.输入输出波形的观察方法:使用示波器观察输入输出波形,可以清晰地看到交流电信号经过整流后的直流电信号特点。
3.实验操作:a.将单相桥式整流电路的电路图投影给学生,讲解电路图的连接方法。
b.按照电路图连接电阻、二极管等元件。
c.将示波器正确接入电路,观察输入输出波形。
d.使用峰值表测量输出电压的峰值和平均值,并记录数据。
4.讨论与总结:a.与学生一起讨论整流电路的特点和应用领域。
b.结合实验结果,总结单相桥式整流电路的输出特性。
c.解答学生的疑问,澄清不理解的概念。
5.实验扩展:a.鼓励学生通过改变电路的参数(例如改变电阻值、增加电容器等),观察并记录输出波形的变化。
b.鼓励学生独立设计并搭建简单的单相桥式整流电路。
四、教学评价:1.通过学生的实验报告和实验现场互动等方式,对学生的实验操作和实验结果进行评价;2.结合学生的讨论与总结,对学生的理解程度进行评价;3.对学生的提问和解答情况进行评价。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
湖南工学院课程设计说明书课题: 单相桥式整流电路的设计专业: 电气自动化班级: 电气0601班姓名: 陈澍学号:401060704指导老师:肖文英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。
1. 设计任务说明…………………………………………………………1.2. 方案选择 (2)2.1器件的介绍 (2)2.2整流电路的比较 (5)3. 辅助电路的设计 (7)3.1 驱动电路的设计 (7)3.2 保护电路的设计 (11)3.3 过压保护 (12)3.4 电流上升率、电压上升率的抑制保护 (13)4. 主体电路的设计 (14)4.1 主要电路原理及说明 (14)4.2 感性负载可控整流电路 (15)4.3 主电路的设计 (17)4.5 主要元器件的说明 (18)4.5 性能指标分析 (20)4.6 元器件清单 (20)5. 设计总结 (22)6. 参考文献 (23)7. 鸣谢 (24)1.单相桥式整流电路设计任务书1.设计任务和要求:(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、单相桥式相控整流的设计要求为:1).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.2. 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)。
2.1.元器件的选择2.1.1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2.1.1.1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。
外行: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2.1.1.1图2.1.1.1 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2.1.1.2 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2.1.1.2(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2.1.1.2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。
2.1.2 可关断晶闸管可关断晶闸管简称GTO。
它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。
2.1.2.1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。
2.1.2.1 GTO的结构、等效电路和图形符号2.1.2.2 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。
2.1.3 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。
2.2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:方案一:单相桥式半控整流电路电路简图如下:图2.2.1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。
方案二:单相桥式全控整流电路电路简图如下:图2.2.2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。
方案三:单相半波可控整流电路:电路简图如下:图2.2.3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。
方案四:单相全波可控整流电路:电路简图如下:图2.2.4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。
3 驱动电路的设计3.1驱动电路的设计3.1.1触发电路的论证与选择3.1.1.1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3.1.1.1所示。
图3.1.1.13.1.1.2单结晶体管的特性从图一可以看出,两基极b1和b2之间的电阻称为基极电阻。
Rb b=rb1+rb2式中:Rb1——第一基极与发射结之间的电阻,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的电阻,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,其值一般在0.3—0.85之间,如果发射极电压V E由零逐渐增加,就可测得单结晶体管的伏安特性,见图二:图3.1.1.2单结晶体管的伏安特性(1)当V e〈ηVb b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I ceo。