晶闸管单相桥式可控整流电路
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。
2.1.4_单相桥式全控整流电路(电阻性负载)解析
4）输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2 输出电流有效值I与变压器二次侧电流I2相同为
U U2 I I2 R R
1 π sin 2 2π π
4.3.2单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
1、电路结构
电感的感应电势使输出电压波形出现负波。输出电流是近似 平直的，晶闸管和变压器副边的电流为矩形波。
ud Ud
0
t1
t 2
t
iT1,4
id
Tr
iT2,3
0
Id
t
Id
i2 u2
VT1 a
VT3
L
0 u T1
t
u1
ud
b
VT2 VT4
0
R
u 2 (i2 )
t
u2 i2
Id
(a)
0
t
图4-4
(b)
2、工作原理
1）在u2正半波的（0~α）区间：
晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，
3、波形
300
图4-2
600
900
1200
图4-3
1500
单相桥式整流器电阻性负载时的移相范围是 0～180º 。 α=0º 时，输出电压最高；α=180º 时，输出电压最小。
4. 基本数量关系 1）输出电压平均值Ud
1 Ud π
2U 2 sin tdt
4.3.1 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）
1、电路结构 用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成 共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
ud (id )
Ud
晶闸管整流电路
T u u
VT u id
VT
a)
1
2
u
d
R
u b) u
2
0
g
wt
1
p
2p
wt
wt
0 u VT
q
wt
如改变触发时刻：
在一个周期内，输出直流 电压脉动1次。
e)
0
wt
单相半波可控整流电路及波形
2.3.1 单相半波可控整流电路
基本数量关系
首先，引入两个重要的基本概念： 触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉 冲止的电角度,用表示,也称触发角或控制角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示 。
引言
整流电路：
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
整流电路的分类：
按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为
单拍电路和双拍电路。
2.1
不可控器件—电力二极管· 引言
Power Diode结构和原理简单，工作可靠，自 20世纪50年代初期就获得应用。
2) 带阻感负载的工作情况
阻感负载的特点： VT处于断态时： 触发后VT开通：
c) u2 b) 0
wt 1
p
2p
wt
ug
id=0，VT关断承受反压
0 ud + d) 0 id e) 0 +
wt
负载直流平均电压下降
讨论负载阻抗角j、触发 角 a 、晶闸管导通角 θ 的 关系。
wt
q
单相桥式全控整流电路的故障与处理
单相桥式全控整流电路的故障与处理单相桥式全控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。
然而，在实际应用中，由于各种原因，这种电路可能会出现故障。
本文将详细介绍单相桥式全控整流电路的故障原因、故障类型以及相应的处理方法。
一、故障原因1.1 电源问题：如果输入交流电源的电压不稳定或有较大的波动，可能导致整流电路出现故障。
1.2 元件老化：整流电路中的元件如二极管、晶闸管等可能会因长时间使用或负载过大而老化，从而影响其正常工作。
1.3 过载：如果负载超过了整流器所能承受的最大值，可能导致整流器无法正常工作。
1.4 温度过高：如果整流器长时间工作在高温环境下，可能会导致元件温度过高而损坏。
二、故障类型2.1 整流器不能正常启动：当开关触发脉冲信号无法触发晶闸管导通时，整流器无法启动。
2.2 整流输出波形不正常：当晶闸管导通或关断不正常时，整流输出波形可能会出现明显的畸变。
2.3 整流器无法输出电压：当整流器无法将交流电转换为直流电时，可能导致输出电压为零。
2.4 整流器过热：当整流器长时间工作在高温环境下，可能导致元件过热而损坏。
三、故障处理方法3.1 整流器不能正常启动的处理方法：3.1.1 检查开关触发脉冲信号是否正常：可以使用示波器检测开关触发脉冲信号的幅值和频率是否符合要求。
3.1.2 检查晶闸管是否工作正常：可以使用万用表或二极管测试仪检测晶闸管的导通状态，如果发现晶闸管损坏，需要更换新的晶闸管。
3.2 整流输出波形不正常的处理方法：3.2.1 检查晶闸管是否工作正常：同样可以使用万用表或二极管测试仪检测晶闸管的导通状态，并确保晶闸管能够准确地开启和关闭。
3.2.2 检查负载是否过大：如果负载超过了整流器所能承受的最大值，需要减小负载或增加整流器的容量。
3.3 整流器无法输出电压的处理方法：3.3.1 检查输入交流电源是否正常：可以使用示波器检测输入交流电源的电压波形是否稳定，如果发现波形不稳定，需要修复或更换电源。
单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞☞和晶整闸 流222UU管电2。2 承压受平的均最 值大为：正向电压和反向电压分别为
Ud
1
2U2 sintd(t) 2
2U 2
1 cos 2
0.9U 2
1 cos 2
(3-9)
α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180时，Ud=0。可见，α角的 移相范围为180。 ☞向负载输出的直流电流平均值为：
U2＝100 ＝141.4（V） 流过每个晶2闸管的电流的有效值为： IVT＝Id∕ ＝6.36（A） 故晶闸管的额定电压为： UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V） 晶闸管的额定电流为： IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A） 晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
O
id
t
Id
O i2
Id
Id
t
O
t
图3-9 ud、id和i2的波形图
8/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9 U2 cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A) I2＝Id＝9(A) ③晶2闸管承受的2最大反向电压为：
2/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆电路分析
☞在u2正半周期
u
2
√触发角处给晶闸管VT1和VT4加触
O
t 发脉冲使其开通，ud=u2。
ud
√负载电感很大，id不能突变且波形近
O
单相桥式全控整流电路(阻感性负载)
1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）电路图如图1所示图1.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.2单相桥式全控整流电路工作原理（阻-感性负载）1） 在u2正半波的（0~α ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。
假设电路已工 作在稳定状态，则在O 〜α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。
2） 在u2正半波的ω t=α时刻及以后：在ω t=α处触发晶闸管 VT1、VT4使其导通，电流沿 a →VT1 → L → R →VT4 →b →Tr 的二次绕组→ a 流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。
电源电 压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
3） 在u2负半波的（π ~ π + α）区间：当ω t=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管 VT1、VT4继续导通。
1.1单相桥式全控整流电路电路结构（阻 -感性负载）单相桥式全控整流电路用四个晶闸管, 接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）I!*-■\U/-1-kγ叫OO：Ow...0f ∣2√*-(b}≡r∣√在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关 断状态。
4）在u2负半波的ω t=π +α时刻及以后：在ω t=π + α处触发晶闸管 VT2、VT3使其导通，电流沿 b →VT3→L →R → VT2→a →Tr 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上， 负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。
此时电源电压反向加到 VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。
晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到下一周期ω t=2 π +α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。
1.3单相桥式全控整流电路仿真模型（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）興朋rgui—B∣÷ FtJιIU lPUIHTfrIflηi pr1 ⅛B -∣S ,T⅛∏Ftor2电源参数，频率50hz,电压100v ,如图3⅞⅛ BIQCk Parameter5： AC VoItage SOUrCe AC Voltage SOUrCe (mask) CIink)Ideal S l innSOidaI AC VOlt age SIDUrCe-图3.单相桥式全控整流电路电源参数设置VT1,VT4脉冲参数，振幅3V ,周期0.02,占空比10%,时相延迟α /360*0.02， 如图4图4.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置ApplyCancelHe ：IPVT2,VT3脉冲参数，振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟（α+180）/360*0.02,如图5⅝∣ Source BloCk Parameters: PUISe Generator2图5.单相桥式全控整流电路脉冲参数设置1.4单相桥式全控整流电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
单相全桥整流电路参数设置和原理说明
一、单相全桥整流电路工作原理
（1）在电压AC正半波区间，晶闸管d3 、d1承受正向电压，但没有脉冲触发，则晶闸管处于管段状态。
晶闸管d0、d2维持导通。
（2）电压AC在正半波区间，在触发时刻，晶闸管d3 、d1使其导通，负载上产生电流。
然而电压AC反向施加到晶闸管d0、d2上，使其承受反向电压处于关断状态。
（3）电压AC在负半波区间，当电源电压自然过零，感应电势晶闸管d3 、d1继续导通，然而晶闸管d0、d2承受正向电压，因无触发脉冲，处于关断状态。
（4）电压AC在负半波区间，晶闸管d0、d2在触发时刻被导通，电源电压沿着正半周的方向施加到负载上，负载上有输出电压和电流。
而此时的反向电压施加到晶闸管d3 、d1上。
使其承受反向电压而关断。
二、参数设置
AC：
晶闸管Diode(0~3): 电阻R：
Scope: 波形：。
晶闸管可控整流电路(3)
VT L
u2 R
b) VT处于导通状态
sin( )e tan sin( )（2-4）
2.1单相半波可控整流电路
➢ 负载阻抗角j、触发角a、晶闸管导通角θ的关系
✓若j为定值，a 越大，在u2正半周L储能越少，维持导电的能力就越弱，θ越小 ✓若a为定值，j 越大，则L贮能越多，θ越大；且j 越大，在u2负半周L维持
晶闸管导通的时间就越接近晶闸管在u2正半周导通的时间，ud中负的部分 越接近正的部分，平均值Ud越接近零，输出的直流电流平均值也越小。
➢为避免Ud太小，在整流电路的负载两端并联续流二极管
当u2过零变负时，VDR导通，ud为零。此时为负的u2通过VDR向VT施加反压 使其关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常 称为续流。续流期间ud为零，ud中不再出现负的部分。
第二节 单相可控整流电路分析
2.1 单相半波可控整流电路 2.2 单相桥式全控整流电路 2.3 单相桥式半控整流电路
单相可控整流电路
➢ 交流侧接单相电源
➢ 几种典型的单相可控整流电路
单相半波整流电路
– 带电阻负载的工作情况 – 带阻感负载的工作情况
单相桥式全控整流电路
– 带电阻负载的工作情况 – 带阻感负载的工作情况
VT1 T i2 a
d1
id
VT2
➢整流桥含两组桥臂，一组为共阴极组接法，一组 为共阳极组接法。整流电流由共阴极端流出，经 负载，由共阳极端流回，构成直流电流回路。
桥式不可控整流电路： 两组桥臂都采用整流管
u1
u2
b
ud
R
桥式全控整流电路： 桥式半控整流电路：
两组桥臂都采用晶闸管 一组桥臂采用晶闸管， 另一组采用整流管
单相全控桥式整流电路
电感性负载工作原理及波形分析
工作原理－无触发〔0，α〕
u2
VT1
u2
＋ －
VT3
VT2 L R
VT4
0α π ud
0α π id
0α π
2π ωt 2π ωt 2π ωt
• u2>0时：VT1、VT4承受正向电压 无门极触发信号，正向阻断；
• 承受电压为：u2/2； • VT2、VT3承受反向电压，反向阻断； • 承受电压为：-u2/2； • ud=0，id=0 。
• iVT2 = iVT3 = id =- i2
• ud=-u2
• id=ud/R=-u2/R • VT1、VT4反向阻断，承受电压：u2 • ωt=2π时，VT2、VT3关断， • iVT2= iVT3= id =0。
电阻性负载工作原理及波形分析
结论：
• VT1 和 VT4 组成一对桥臂， 在 u2 正半周承受电压 u2 ， 得到触发脉冲即导通，当 u2 过零时关断。
1.识记电阻负载的单相全控桥式整流电路结构，并理解其 工作原理，学会波形图的绘制，并能进行简单计算。
2.理解阻感负载的单相全控桥式整流电路的工作原理。 3.能分析反并联续流二极管的阻感负载单相全控桥式整流 电路工作原理，学会波形图的绘制，并会进行简单分析计算。
Thank you! Bye
反电势负载模态分析
• VT2和VT3组成另一对桥臂， 在u2负半周承受电压-u2， 得到触发脉冲即导通，当u2 过零时关断。
u1
ud ug uVT1、4 i2
VT1 VT2 u2
VT3 VT4
Rd
ωt ωt ωt ωt
名词术语
• （1）同步 使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间
单相桥式可控整流电路
绪论电力变流器是由一个或多个电力电子装置连同变流变压器、滤波器、主要开关及其他辅助设备组成的变流设备，它应能独立运行并完成规定功能。
常见的电力变流器有：整流器，用于交流到直流的变流；逆变器，用于直流到交流的变流；交流变流器，用于交流变流；直流变流器，用于直流变流。
此次课程设计的为变流器中的整流器。
整流电路可以从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可以分为不可控，半控，全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。
单相桥式可控整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其效率高原理及结构简单在单相整流电路中应用较多，在设计单相桥式可控整流电路时，从总电路电路出发根据负载择优选着方便的同步触发电路，并逐一设置各种保护电路使电路安全有效的运行，最终达到整流的目的。
单相可控变流器的设计1总体方案设计与论证1.1课程设计目的1．进一步掌握晶闸管相控整流电路的组成、结构、工作原理。
2. 晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。
3．重点理解移相电路的功能、结构、工作原理。
4．理解同步变压器的功能。
1.2课程设计任务与要求题目：单相可控变流器的设计初始条件：单相全控桥式可控整流电路或单相半控桥式可控整流电路，电阻-电感性（大电感）负载， R＝1.5Ω，额定负载电流Id ＝40A，最大电流Idmax＝40A。
要求完成的主要任务：1.单相可控主电路设计于参数计算，计算整流变压器参数，选择整流元件的定额。
讨论晶闸管电路对电网的影响及其功率因数。
2.触发电路设计（触发电路的选型，同步信号的定相等）。
3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。
4.系统原理分析。
5.提供系统电路图纸至少一张。
1.3方案设计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。
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5.3
图6触发角为0，L=0.01，R=100
5.3触发角为30是的波形
图7触发角为30，L=0.01，R=100
图8触发角为30，L=0.001，R=100
图9触发角为30，L=0.01，R=10
图10触发角为30，L=0.001，R=10
5.4
图11触发角为60，L=0.01，R=100
图1晶闸管内部结构及等效电路
3）晶闸管的门极触发条件
（1）:晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通；
（2）：晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通；
（3）：晶闸管一旦导通门极就失去控制作用；
（4）：要使晶闸管关断，只能使其电流小到零一下。
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的电路称为门极触发电路。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。
图12触发角为60，L=0.001，R=100
图13触发角为60，L=0.01，R=10
图14触发角为60，L=0.001，R=10
5.5
图15触发角为90，L=0.01，R=100
图16触发角为90，L=0.001，R=100
图17触发角为90，L=0.01，R=10
图18触发角为90，L=0.001，R=10
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。引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。
内部结构:四层三个结如图2.2
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2.3（右）所示的两个晶闸管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）组成的等效电路。
单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载）
电路简图如下：
图2.1
此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，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。
单相全控桥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。
单相全控桥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。
根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。
当 时，
晶闸管额定电流
考虑2倍裕量： 取6.4A
所以在本次设计中我选用4个KP10-3的晶闸管。
第五章系统仿真
带电阻电感性负载的仿真：
启动MATLAB，进入SIMULINK后建文档，绘制单相桥式全控整流电路模型，如图，双击各模块，在出现的对话框内设置模块。
5.1仿真电路图（图4）
图4，仿真接线图
5.2
5、通态平均管压降UT(AV)。指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正
弦波半个周期内阳极与阴极电压的平均值，一般在0.4～1.2V。
6、门极触发电流Ig。在常温下，阳极电压为6V时，使晶闸管能完全导通所用
的门极电流，一般为毫安级。
7、断态电压临界上升率du/dt。在额定结温和门极开路的情况下，不会导致
阻感性负载的电阻不同而导致其波形也不相同，并且电阻的大小决定了晶闸管的电压也有细微的波形变化，i2和id波形也将变化，这由于负载的变化所决定的；而当电感变化时，电流的续流能力也将变化，如果太小甚至出现断流，这是由电感的特性所决定的；而触发角不同，晶闸管的导通时间也将不同，从而使整流电压得到控制，这也是可控整流电压的最重要的一点，他是实现电压可控的重要部分，可以从图中看出他的平均电压Ud将不同，而这和理论基本相符合，各个波形也彻底的改变。有的波形与理想波形有一定的差距，这是由于器件的参数所造成的需要修改参数进行再次看波形，直到与理想波形一致。
2.2
1.晶闸管
晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silicon Controlled Rectifier--
SCR），是最早出现的可控型电力电子器件。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。但由于只能控制其导通不能控制其关断，故称晶闸管为半控型器件。
（2）掌握基本电路的数据分析，处理；描绘波形并加以判断
（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理
（4）广泛收集相关技术资料
（5）按时完成课设设计任务，认真，正确的书写课程设计报告
第二章
2.1
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。而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。
IT(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。将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电流。
ITn：额定电流有效值，根据管子的IT(AV)换算出，
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。这部分的选择主要考虑到电路的简单性，所以才这样的保护电路部分。整流部分电路则是根据题目的要求，选择的我们学过的单相桥式整流电路。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。触发电路是由设计题目而定的，题目要求了用单结晶体管直接触发电路。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。一方面是方便我们对设计电路中变压器型号的选择。
第一章设计要求
第二章制度设计方案
第三章主电路的设计
第四章元件和电路参数的计算
第五章系统仿真
第六章波形分析
第七章设计总结
附录参考文献
第一章
1.1
计算机仿真具有效率高，精度高，可控性高和成本低等特点，已经广泛应用与电力电子电路的分析和设计中。计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解释法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物调制和调试相互补充，最大限度地降低设计成本，缩短系统研制周期。可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和试验过程。通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优势，并掌握电力电子计算机仿真的基本方法。
（1） 输出电压平均值 和输出电流平均值
(1)
(2)
（2）晶闸管的电流平均值 和有效值
(3)
(4)
（3）输出电流有效值I和变压器二次电流有效值
(5)
（4）晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为
3.3原理图分析
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。整流电路中的晶闸管在触发信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。
(7)
额定状态下，晶闸管的电流波形系数
(8)
4.2
该电路为大电感负载，电流波形可看作连续且平直的。
Udmax=190V时，不计控制角余量按 计算
由 得 =211V
考虑2倍裕量：直接 取422V
晶闸管的选择原则：
Ⅰ、所选晶闸管电流有效值 大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。
Ⅱ、选择时考虑（1.5～2）倍的安全余量。即
第四章
4.1晶闸管的主要参数说明：
1、额定电压UTn
通常取UDRM和URRM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
UTn=（2～3）UTM
UTM：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压
2、额定电流IT(AV)
在电源电压 负半周期间，晶闸管VT3、VT4承受正向电压，在 时触发，VT3、VT4导通，VT1、VT2受反相电压截止，负载电流从VT1、VT2中换流至VT3、VT4中在 时，电压 过零，VT3、VT4因电感中的感应电动势一直导通，直到下个周期VT1、VT2导通时，VT3、VT4因加反向电压才截止。值得注意的是，只有当 时，负载电流 才连续，当 时，负载电流不连续，而且输出电压的平均值均接近零，因此这种电路控制角的移相范围是 。
第五章
阻感性负载的单相桥式可控整流电路，假设电感足够大，负载电流保持连续且基本持平，电路已处于稳定。在U2正半周，如在WT=a时刻给VT1和VT4门极施加触发脉冲Ug，VT14，VT4导通，如果忽略晶闸管的导通压降，则Ud=U2，电流从电源a端经VT1,负载，VT4流回电源b端。至WT=3.14时，U2=0V。但流过晶闸管VT1,VT4的电流并没有降为0，因为此前电感中的储能并没有释放完，需要继续释放，一部分向负载电阻供电，一部分经变压器返回电网，电感要阻止电流的变化，在电感的作用下电流会沿着原来的方向继续流动，此时尽管U2已经转到负半周，但VT1和VT4任会继续导通，直到WT=3.14+a，给VT2和VT3施加触发脉冲，由于此时VT2和VT3已承受正呀，VT2和VT3导通，U2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反向电压使之关断也是原来流过VT1和VT4的电流虚实一道VT2和VT3上实现换流，依次类推。