单相晶闸管整流电路.
晶闸管相控整流电路
电源故障
输入电源缺相、电压过高或过 低，影响整流电路的正常运行
。
பைடு நூலகம்
故障诊断方法与步骤
外观检查
观察整流电路的外观，检查是否有明显的烧 毁、断裂等故障现象。
电阻测量
使用万用表测量整流电路中各元件的电阻值， 判断是否正常。
电压测量
测量整流电路的输入和输出电压，判断是否 在正常范围内。
的电压和电流。
电路优化方法
降低损耗 选择低阻抗的元件，以减小电路的导通电阻和漏电流。 采用合理的散热设计，确保元件温度不超过额定范围。
电路优化方法
提高效率
1
2
优化电路布局，减小线路损耗。
3
选择适当的触发延迟角，以平衡输出电压和电流， 提高转换效率。
电路优化方法
01
增强稳定性
02
加入适当的反馈控制，如电压反馈或电流反馈，以提高电 路的稳定性。
稳定性
确保电路在各种工况下都能稳定运行 。
设计原则与步骤
• 可靠性：选用可靠的元件，确保电路的长 期稳定运行。
设计原则与步骤
1. 明确设计要求
确定输出电压、电流的规格以及电路 的效率要求。
2. 选择合适的元件
根据设计要求选择合适的晶闸管、二 极管、电容、电感等元件。
设计原则与步骤
3. 设计主电路
03
优化元件参数匹配，减小参数失配对电路稳定性的影响。
06
晶闸管相控整流电路的 故障诊断与维护
常见故障类型与原因
晶闸管损坏
由于电流过大、电压过高或散 热不良等原因，导致晶闸管烧
毁或击穿。
触发电路故障
单相全控桥式晶闸管整流电路的设计(纯电阻负载)解读
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。
单相全控桥式晶闸管整流电路设计(纯电阻负载)
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 设计方案单相电源输出触发电路保护电路整流主电路负载电路图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。
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。
单相全控桥式晶闸管整流电路(纯电阻负载)
在电源电压负半周，仍在触发延迟角α处触发T2和T3，T2和T3导通，电流从电源流入T2最后由T3流出，流回电源。当电源电压过零时，电流又降为0，T2和T3关断。此后又是T1和T4导通，如此循环工作下去。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路称为全波整流。
3.参数计算
流过晶闸管的电流有效值为：
电力电子综合课程设计报告
班级：自动化A班
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学号：**********
第一部分
1.Matlab仿真电路图及参数设置
1.1仿真电路图
1.2系统参数设置
电源及晶闸管参数设置
触发信号参数设置
2.原理分析
单相桥式全控整流电路是单相整流电路中应用较多的。在单相桥式全控整流电路中，晶闸管T1和T4组成一对桥臂，T2和T3组成另外一对桥臂。在电源电压正半周，若4个晶闸管均没有被触发，则负载电流为0，负载电压也为0，T1和T4各承受一半电源电压。若在触发角α处给T1和T4加触发脉冲，T1和T4导通，电流从电源流入T1最后由T4流出，流回电源。当电源电压过零时，流经晶闸管的电流也降到0，T1和T4关断。
输出直流电流有效值 为：
由于本次仿真设计要求电源电压为100V/50Hz，最大输出功率为500W。又当触发延迟角为0度时，晶闸管导通时间最长，流过负载电流有效值最大，所以应使导通延迟角为0度时输出功率为500W。令上式α为00，Us为100V， 为 /25rad/s可得RL等于20 。
单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路..
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。
晶闸管单相桥式全控整流电路仿真实验原理
晶闸管单相桥式全控整流电路仿真实验原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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单相全控桥式晶闸管整流电路的设计(纯电阻负载)
1 绪论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。
全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。
在80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为表的复合型器件异军突起。
它是MOSFET和BJT的复合，综合了两者的优点。
与此相对，MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT）复合了MOSFET和GTO。
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。
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。
能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。
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。
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A P1
N1
A P G
N P N P N
G
P2 N2 K
K
示意图
(10-4)
A P G N N G
ig ß ß ig
A
T2 T1 ig ß
P K
P
N
K
等效为由二个 三极管组成
(10-5)
A ß ß ig T2 T1 ig K ig ß
1. UAK > 0 、UGK>0时 T1导通
形成正反馈
T2 导通
随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当
U = UDSM时，PN结N1P2反向极击穿， 晶闸管自动导通。正常工作时， UAK 应小于 UDSM 。
K 若在G和K间加正向电压：UGK越大，则UDSM越小。
UDSM：断态不重复峰值电压，又称正向 转折电压。
UGK足够大时，正向特性与二极管的正向特性类似。
(10-10)
维修电工—— 单相晶闸管整流电路
(10-1)
晶闸管（Thyristor）
别名：可控硅（SCR)（Silicon Controlled Rectifier） 是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它 的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领 域。
特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、 容量大（正 向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。 应用领域：
额定 正向 平均 电流
反向击穿电压
I I
F
URSM
IH
UDRM
U U
正向转折 DSM 电压
(10-13)
URRM
3. ITAV：通态平均电流（额定电流）
环境温度为40 C时,在 电阻性负载、单相工频 o 正弦半波、导电角不小于170 的电路中，晶闸管 允许的最大通态平均电流。普通晶闸管的额定 电流的大小是工频正弦半波电流的平均值 。普 通晶闸管 ITAV 为1A---1000A。） ITAV含义 i ITAV t 2
。
I TAV
Im 1 I sin td ( t ) m 2 0
(10-14)
额定通态平均电流即正向平均电流。 通用系列为：
1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400 500、600、800、1000A 等14种规格。
额定 正向 平均 电流
反向击穿电压
通态平均电压（UTAV）等级一般用 A ~ I字母表示： 由 0.4 ~ 1. 2V每 0.1V 为一级。
反向特性： 在阳极和阴极间加反向电压。 A
P1
N1
这时PN结P1N1、P2N2反向偏置， N1P2正向偏置，晶闸管截止。
随反向电压的增加，反向漏电流 G 稍有增加，当 U = URSM 时，反向 极击穿。正常工作时，反向电压 必须小于URSM。
P2
N2 K
URSM ：反向不重复峰值电压。
(10-11)
(10-17)
晶闸管电压、电流级别：
额定通态电流（ITAV）通用系列为
1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400 500、600、800、1000A 等14种规格。
额定电压（UDRM）通用系列为： 1000V以下的每100V为一级，1000V到3000V的 每200V 为一级。
2.2 主要参数
1. UDRM：断态重复峰值电压
晶闸管耐压值。一般取 UDRM = 80% UDSM 。 普通晶闸管UDRM 为 100V---3000V
反向击穿电压
URSM
额定 正向 平均 电流
I I
F
IH
UDRM
U U
正向转折 DSM 电压
(10-12)
2. URRM：反向重复峰值电压 控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反 向重复电压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V--3000V）
I I
F
URSM
IH
UDRM
U U
正向转折 DSM 电压
(10-15)
URRM
4. UTAV ：通态平均电压 管压降。在规定的条件下，通过正弦半波平均 电流时，晶闸管阳、 阴两极间的电压平均值。 一般为1V左右。 5. IH：最小维持电流
在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后， 维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十 到一百多毫安。
T1 进一步导通 晶闸管迅速导通
G
ig = ib1
ic1 = ig = ib2
ic2 =ß ib2 = ig = ib1
2. 晶闸管导通后，去掉UGK
依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态。
(10-6)
3. 晶闸管截止的条件：
A ß ß ig T2 T1 ig K ig ß
(1) 晶闸管开始工作时 ，UAK加 反向电压，或不加触发信号 （即UGK = 0 ）。
(2) 晶闸管正向导通后，令其截止 的方法： • 加大回路电阻，使晶闸管中电 流小于某一值IH时，正反馈效 应不能维持。
G
IH：最小维持电流
• 减小UAK，使晶闸管中电流小 于某一值IH。
(10-7)
晶闸管的工作原理小结
（1）晶闸管具有单向导电性。 正向导通条件：A、K间加正向电 压，G、K间加触发信号。 （2）晶闸管一旦导通，控制极失去作用。 若使其关断，必须降低 UAK 或加 大回路电阻，把阳极电流减小到 维持电流以下。
(10-8)
§2 特性与参数
2.1 特性
额定正向 平均电流
反向击穿电压
导通后管压降约1V
IF
I
IG 3 > IG 2 > IG 1
IG 3 IG 2 IG1=0A
URSM URRM
IH
维持电流
U 正向
UDRM UDSM
正向转折电压
反向
U -- 阳极、阴极间的电压
I -- 阳极电流
(10-9)
正向特性： 在阳极和阴极间加正向电压。 A P1 N1 P2 N2 G 控制极开路时： PN结P1N1、P2N2正向偏 置，N1P2反向偏置，晶闸管截止。
6. UG、IG：控制极触发电压和电流
在室温下， 阳极电压为直流 6V 时，使晶闸管完 全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。一 般UG为 1~5V，IG 为几十到几百毫安。 (10-16)
晶闸管型号
K
通态平均电压（UTAV） 额定电压级别（UDRM） 额定通态平均电流 （ITAV） 晶闸管类型 P---普通晶闸管 K---快速晶闸管 S ---双向晶闸管 晶闸管
• 整流（交流 直流） • 变频（交流 交流）
• 逆变（直流 交流）
• 斩波（直流 直流）
(10-2)
此外还可作无触点开关等。
§1 工作原理
1 结构
四 层 半 导 体 P1 N1 P2
A（阳极）
三 个 PN 结 G（控制极）
N2
KG K 符号