整流电路教学案
《单相整流电路》教案
课题名称：单相整流电路
教学目的：通过本节内容的学习，首先对直流稳压电源有一个整体的动态了解，然后讨论单相整流电路基本结构、工
作原理的分析、主要参数的计算及整流器件的选用。教学目标: 掌握直流稳压电源各部分组成、作用；单相整流电路的组成，工作原理及简单计算；整流二极管的选择；
能力目标：培养分析问题（电路结构、原理），讨论
结果，同学间的交流、团队协作精神。
教学重点：1.直流稳压电源的四部分组成；
2. 单相桥式整流电路的工作原理。
教学难点：单相桥式整流电路的工作原理、输出计算及整流二极管的选择。
课程类型：教授课（PPT）
教学方法：讲授、提问、实验演示相结合
课时：２学时
教学过程：1.组织教学
2.复习提问
3.引入新课
4.讲授新课
5.提问
6.课结
7.布置作业
教学分析：从教材的组织内容看，本节内容学生比较容易理解与掌握。在学习新知识前，需复习二极管的单向导电性
和正弦交流电的画法。在讲解单相桥式整流电路时，
可根据学生已掌握的半波整流原理，运用行为引导型
教学方法，让学生分组讨论，并展示出分组分析工作
过程的结果。
教学反思：通过本节课的学习，使了解了直流电源的方框图和各部分的作用，大部分同学们掌握了单相整流电路基本
结构、工作原理的分析、主要参数的计算及整流器件
的选用。但有少数同学对工作原理的分析及整流器件
的选用还没有完全掌握。希望老师课下进行辅导，同
学们加强练习，以便加深理解。
O ω t
V
O
ω t
u V U 2
2
全波整流
一、单相半波电路 1.电路组成及工作原理
A
B
u2正半周，A “＋”B “－”，V 导通，uL = u2；u2负半周，A “－”B “＋”，V 截至，uL = 0；
二极管在交流电的半个周期内导通，有输出电压uL
2.主要参数计算 uL =0.45u2 IF=IL
3.整流二极管的选择 IFM ≥IF URM ≥Rm U
5分钟
教师补充
5分钟
1分钟
L
2L 45.0R U I =
2Rm 2U U =
第3章 习题(2)-带答案
第3章交流-直流变换器习题（2） 第1部分：填空题 1.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于 U2 ，晶闸管控制角α的最大移相范围是 0-150o，使负载电流连续的条件为α ≤30o (U2为相电压有效值)。 2.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120o，当它带阻感负载时，α的移相范围为 0-90 o。 3.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是 最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0-120 o，u d波形连续得条件是α≤60o。 4.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id 断续和连续的临界条件是ωRC = ，电路中的二极管承受的最大反向电压为U2。
5.填写下表 三相整流电路比较 第2部分：简答题 1.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？ 如果不是，它们在相位上差多少度？ 答：不是同一点，相位相差180 ?。 2.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的 触发角都是 α ，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说， 例如都是阿相，在相位上差多少度？ 答：相位相差180 ? 。 3.在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果有一个晶闸管不能导通，此时的整流电 压 u波形如何？如果有一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？ d
答：如果有一个晶闸管不能导通，则输出电压缺2个波头。以晶闸管VT1不能导通为例。如果有一个晶闸管被击穿而短路，同组其它晶闸管会依次因相间短路而击穿。 4.单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负 载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？ 答：单相桥式全控整流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ?～180 ?。当负载为电感负载时，晶闸管移相范围是0 ?～90 ?。三相桥式全控整 流电路中，当负载为电阻负载时，晶闸管移相范围是0 ?～120 ?。当负载为电感负载时，晶闸管移相范围是0 ?～90 ?。
单相桥式整流电路教学及反思
单相桥式整流电路由于其优点突出、实用性强，在生活及实践中得到了广泛的应用，它也是中职教材《电子技术基础与技能》的重点内容。本人从事电子专业教学十多年，对该内容的教学想谈谈自己的见解。 一、教材的处理和创新：在“理实一体”和“任务驱动”模式的指导下，将本节内容设置成一个任务：桥式整流电路的搭建与测试，需两课时完成。以手机充电器为载体将该任务分解成识一识、连一连、做一做、测一测四个子任务，以“任务驱动、行动导向”来完成本课任务。 二、教学目标： 1.知识目标：掌握单相桥式整流电路的组成、特点和应用；理解单相桥式整流电路的工作原理。 2.能力目标：会识读桥式整流电路原理图；会根据电路图搭建电路；会用合适的仪器进行测试。 3.情感目标：增强学生专业学习的自信心和求知欲，获得成功的喜悦；培养学生团队协作精神以及严谨、细致、规范的职业素养。 三、教学重点、难点：桥式整流电路的连接规则，搭建并测试桥式整流电路；如何理解桥式整流电路的工作原理。 四、教学策略：主要采用任务驱动、直观演示、体验探究、小跨步教学和对比讨论等教学方法。 五、教学过程： 1.创设情境，引出任务。播放一段视频：一位男士正在家里用手机通话，突然手机没电了，他一脸无奈，但很快他拿出手机充电器插上电源又继续开始通话。看完视频，我结合手机充电器实物（投影展示电路板图片），问：这里面的元器件大家认识吗？我请一位学生说出图中各种元器件的名称，并将该电路的组成器件与之前学过的半波整流电路作一个比较，然后得出该电路有别于半波整流电路，顺理成章地导入新课。 2.任务引导，探索新知。为了降低难度，便于任务的实施，我将任务进行了分解。 （1）识一识。首先，用ppt展示桥式整流电路的电路图，要求学生观察并以大组（六人一大组）为单位讨论四个整流二极管是如何与电源变压器和负载相连的。从“个数”和“极性”两个方面做了引导，四个二极管在与变压器的两个抽头和负载两端相连时，每一头上接了几个二极管？与电源变压器每一抽头相连时，二极管的极性有何特点？与电阻相连时又有何特点？学生们通过观察、讨论得出“两两相连、源反阻同”的连接规则。 （2）连一连。按照实验模板上元器件的位置排布，要求学生以大组为单位讨论后得出连接图，每组派一位代表上台通过实物投影展示并讲解给其他同学听，以达到共同学习、共同进步的目的。 （3）做一做。要求学生按照上面的连接图在实验模板上搭建一个桥式整流电路，这次以两人一小组为单位进行实践操作。电路搭建好之后，我让各组交叉评判改正后接上交流电源，教师检查无误后才通电。这样做是为了让学生养成胆大心细、严谨有序的职业素养，体现安全第一的岗位原则。 （4）测一测。先利用仿真软件演示一下电路与仪器仪表的连接以及示波器上显示的输入输出波形，然后让学生按照学案上的测量要求去进行测试并做好记录。测试完毕后，让学生以大组为单位，交流他们的测试结果，并对比半波整流电路的输出波形，讨论桥式整流电路有哪些优点。 通过实验，学生知道了桥式整流属于全波整流，引导学生产生质疑：为什么桥式整流能把交流电转化成全波脉动直流电？我们能不能用所学的知识来解释这种现象？借助于ppt动画演示，由学生在教师的引导下分析归纳桥式整流电路的工作原理。 3.拓展应用，延伸知识。桥式整流电路由于其电源利用率高、输出电压大、波形脉动小等优点，得到了广泛的应用，可让学生结合生活实际，举例介绍桥式整流电路的几个应用。
三相桥式全控整流电路的设计
电力电子技术课程设计报告 不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计姓名陈营 学号0317 年级03班 专业电气工程及其自动化 系（院）汽车学院 指导教师齐延兴 2011年12月24日
一、引言 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路, 不仅用于一般工业, 也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域. 因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义, 这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环, 而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用. 因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 二、设计任务 课程设计目的 1、培养文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 2、培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、通过对不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计，掌握三相桥式全控整流电路的工作原理，综合运用所学知识，三相桥式全控整流电路和系统设计的能力 4、培养运用知识的能力和工程设计的能力。 5、提高课程设计报告撰写水平。 课程设计指标内容及要求 三相桥式全控整流电路设计要求： （1）电网：380V,50HZ; （2）直流电机额定功率17KW,额定电压220V,额定电流90A,额定转速1500r/min. （3）变压器漏感： 设计的步骤 ⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案 ⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计 ⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能 ⑷进行调试与修改 ⑸撰写课程设计说明书 三、设计方案选择及论证 三相半波可控整流电路 特点：阻感负载，L值很大，i d波形基本平直： a≤30°时：整流电压波形与电阻负载时相同； a>30°时（如a=60°时的波形如图2-16所示）u2过零时，VT1不关断，直到VT2的脉冲到来，才换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断——u d波形中出现负的部分阻感负载时的移相范围为90°。
三相桥式全控整流电路课程设计.
目录 1. 绪论 (1) 2. 主电路设计及原理 (2) 2.1总体框架图 (2) 2.2三相桥式全控整流电路的原理 (2) 2.3 实验内容 (5) 3. 单元电路设计 (7) 3.1 主电路 (7) 3.2 触发电路 (7) 3.3 保护电路 (8) 3.4 硬件电路PCB版图 (11) 3.4.1 顶层视图 (11) 3.4.2 底层视图 (12) 3.4.3 顶层覆盖图 (12) 3.4.4 3D视图 (13) 4 .电路分析与仿真 (14) 4.1 带电阻负载的波形分析 (14) 4.2 三相桥式全控整流电路定量分析 (16) 4.2.1 仿真模型图 (19) 4.2.2 仿真实验结论 (19) 5. 结论 (20) 6. 参考文献 (22) 7. 附录 (23)
第一章绪论 整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载（如直流电动机的励磁绕组，滑差电动机的电枢线圈等）。以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。
单相桥式整流电路课程设计报告..
电力电子课程设计报告
目录 一、设计任务说明 (3) 二、设计方案的比较 (4) 三、单元电路的设计和主要元器件说明 (6) 四、主电路的原理分析 (9) 五、各主要元器件的选择： (12) 六、驱动电路设计 (14) 七、保护电路 (16) 八、元器件清单 (21) 九、设计总结 (22) 十、参考文献 (23)
一、设计任务说明 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，各主要元件的选择； 4)驱动电路的设计，保护电路的设计； 5)利用仿真软件分析电路的工作过程； 2.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=500Ω 2)技术要求： A.电网供电电压为单相220V； B.电网电压波动为5%——10%； C.输出电压为0——100V;
二、设计方案的比较 单相桥式整流电路有两种方式，一种是单相桥式全控整流电路，一种是单相桥式半控整流电路。主要方案有三种： 方案一： 采用单相桥式全控整流电路，电路图如下： 对于这个电路，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路，不需要续流二极管，不会出现失控现象，整流效果好，波形稳定。变压器二次绕组不含直流分量，不会出现变压器直流磁化的问题，变压器利用率高。 方案二： 采用单相桥式半控整流电路，电路图如下： 相较于单相桥式全控整流电路，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管，而另一个用二极管代替，这样使电路连接简便，且
降低了成本，降低了损耗。但是若无续流二极管，当α突然增大到180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使d U成为正弦半波，级半周期d U为正弦波，另外半周期d U为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即失控现象。因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。 综上所述：单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。但输出电压脉动冲大，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。而单相桥式全控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。因此选择方案一的单相桥式全控整流电路。
三相全桥不控整流电路的设计
三相全桥不控整流电路的设计 1 三相整流的原理和参数计算 1.1 三相不控整流原理 三相桥式不控整流电路的原理图如图1-1所示。该电路中，某一对二极管导通是，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，改线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载供电，d u 按指数规律下降。 设二极管在距线电压过零点δ角处开始导通，并以二极管6VD 和1VD 开始同时导通的时刻为零点，则线电压为 2sin()ab u t ω+δ 在t=0时，二极管6VD 和1VD 开始导通，直流侧电压等于ab u ；下一次同时导通的一对管子是1VD 和2VD ，直流侧电压等于ac u 。着两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是1VD 和2VD 同时导通之前和6VD 和1VD 是关断的，交流侧向直流侧的充电电流d i 是断续的；另一种是1VD 一直导通，交替时由6VD 导通换相至2VD 导通，d i 是连续的。介于两者之间的临界情况是，6VD 和1VD 同时导通的阶段与1VD 和2VD 同时导通的阶段在t πω+δ=2/3处恰好衔接起来，d i 恰好连续，可以确定临界条件 wRC = 当wRC >wRC 南京工程学院 课程设计说明书（论文） 题目单相桥式全控整流电路 , 课程名称电力电子技术课程设计 院 (系、部、中心)电力工程学院 专业电气工程与自动化 （智能建筑电气） 班级智能081 学生姓名朱玲丽 学号 07 ^ 设计地点 指导教师李先允廖德利 设计起止时间：2010 年12月27日至2011年1月7日 目录 任务书........................................................错误!未定义书签。第1章课程设计目的与要求.....................................错误!未定义书签。课程设计目的..................................................错误!未定义书签。课程设计的预备知识............................................错误!未定义书签。课程设计要求.................................................错误!未定义书签。第2章课程设计方案的选择.....................................错误!未定义书签。整流电路......................................................错误!未定义书签。元器件的选择..................................................错误!未定义书签。 晶闸管....................................................错误!未定义书签。 可关断晶闸管.............................................错误!未定义书签。第3章主电路的设计...........................................错误!未定义书签。系统总设计框图................................................错误!未定义书签。系统主体电路原理及说明........................................错误!未定义书签。原理图的分析..................................................错误!未定义书签。第4章辅助电路的设计.........................................错误!未定义书签。驱动电路的设计................................................错误!未定义书签。 触发电路..................................................错误!未定义书签。保护电路的设计................................................错误!未定义书签。 主电路的过电压保护电路设计...............................错误!未定义书签。 主电路的过电流保护电路设计................................错误!未定义书签。 电流上升率、电压上升率的抑制保护..........................错误!未定义书签。第五章元器件和电路参数计算...................................错误!未定义书签。. 晶闸管的基本特性............................................错误!未定义书签。 静态特性..................................................错误!未定义书签。 动态特性..................................................错误!未定义书签。晶闸管基本参数................................................错误!未定义书签。 晶闸管的主要参数说明......................................错误!未定义书签。 晶闸管的选型..............................................错误!未定义书签。 变压器的选取..............................................错误!未定义书签。性能指标分析：................................................错误!未定义书签。元器件清单....................................................错误!未定义书签。第六章系统仿真...............................................错误!未定义书签。第七章设计总结...............................................错误!未定义书签。 20．试计算第3题中i2的3、5、7次谐波分量的有效值I23、I25、I27。 解：在第3题中已知电路为单相全控桥，其输出电流平均值为 I d＝38.99（A） 于是可得： I23＝22I d∕3π＝22×38.99∕3π＝11.7（A） I25＝22I d∕5π＝22×38.99∕5π＝7.02（A） I27＝22I d∕7π＝22×38.99∕7π＝5.01（A） 21．试计算第13题中i2的5、7次谐波分量的有效值I25、I27。 解：第13题中，电路为三相桥式全控整流电路，且已知 I d＝23.4（A） 由此可计算出5次和7次谐波分量的有效值为： I25＝6I d∕5π＝6×23.4∕5π＝3.65（A） I27＝6I d∕7π＝6×23.4∕7π＝2.61（A） 22．试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。 解：①第3题中基波电流的有效值为： I1＝22I d∕π＝22×38.99∕π＝35.1（A） 基波因数为 ν＝I1∕I＝I1∕I d＝35.1∕38.99＝0.9 电路的输入功率因数为： λ＝να cos＝0.9 cos30°＝0.78 ②第13题中基波电流的有效值： I1＝6I d∕π＝6×23.39∕π＝18.243（A） 基波因数为 ν＝I1∕I＝I1∕I d＝0.955 电路的输入功率因数为： λ＝να cos＝0.955 cos60°＝0.48 23．带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有何主要异同？ 答：带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点： ①三相桥式电路是两组三相半波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且后者需要用平衡电抗器； ②当变压器二次电压有效值U2相等时，双反星形电路的整流电压平均值U d 是三相桥式电路的1/2，而整流电流平均值I d是三相桥式电路的2倍。 ③在两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压 授课教案 (2008 年全国骨干教师培训） 课题：桥式单相全波整流电路 单位：天津市塘沽第一职业中专 授课人：张利 时间： 2008-12-1 桥式单相全波整流电路 知识目标： 识记 V L、V2、I V、 I L的关系 能复述桥式全波整流电路的工作原理 掌握桥式整流电路的连接方法并会进行电路故障分析 能力目标： 体验科学探究过程 提高知识迁移能力 能应用桥式全波整流电路解决简单问题 情感目标： 通过引导学生设计新的整流电路，让学生体验学习过程的快乐，保持学习电子线路 课程的热情 重点：发展科学探究能力，桥式全波整流电路的组成及工作原理的理解 难点：桥式全波整流电路的原理的理解和故障分析教 学方法：讲授法启发法质疑法教学用具：计算机 投影仪 教学课时： 2 课时 教学过程： 一、复习回顾 通过大屏幕显示单相半波整流电路和变压器中心抽头单相全波整流电路及波形，提问：单相半波整流电路和变压器中心抽头单相全波整流电路各有何优、缺点？（让学 生通过观测电路图及波形来回答） 1.单相半波整流电路 ( 大屏幕显示 ) (a)电路 有什么优点和缺点？（老师提问，通过学生回答后课件屏幕显示： （优点：电路简单，变压器无抽头。缺点：电源利用率低，输出电压脉动大。） 2.单相全波整流电路 有什么优点和缺点？ （老师提问，通过学生回答后课件屏幕显示： 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。： （课件屏幕显示） 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 三、讲授新课 １．分析其电路组成：（板书） （大屏幕显示桥式单相全波整流电路。） I V V 4V 1 V1v2 I L V 2 V 3 I V V L ２．工作原理分析：（板书） 《电力电子技术》课程设计之 单相全波整流电路的设计 姓名 学号 年级 专业 系（院） 指导教师 2012/8/21 目录 第一章设计任务书 1.1 设计目的 (2) 1.2 设计要求 (2) 1.3 设计内容 (2) 1.4设计题目 (2) 第二章设计内容 2.1 方案的论证与选择 (3) 2.1.1主电路的方案论证 (3) 2.2 主电路的设计 (5) 2.2.1 带阻感负载的单相桥式全控整流电路 (5) 2.2.2 原理图分析 (6) 2.3 电路方案说明 (7) 第三章触发电路 3.1 同步触发电路 (7) 3. 2 晶闸管的触发条件 (7) 3.3 晶闸管的分类 (13) 3.4 同步环节 (13) 3.5 脉冲形成环节 (14) 3.6双窄脉冲形成环节 (14) 3.7 同步变压器 (15) 第四章保护电路的设计 4.1 过电流保护 (16) 4.2 过电压保护 (17) 第五章元器件的选用 (20) 第六章参数的计算 (26) 第七章心得体会 (27) 第八章参考文献 (28) 第一章设计任务书 1.1 设计目的： 《电力电子技术》课程设计是配合交流电路理论教学，为自动化和电气工程及自动化专业开设的专业基础技术技能设计，是自动化和电气工程及自动化专业学生在整个学习过程中一项综合性实践环节，是走向工作岗位、从事专业技术之前的一项综合性技能训练，对学生的职业能力培养和实践技能训练具有相当重要的意义。主要目的在于： 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：重点理解移相电路的功能、结构、工作原理； 3：理解同步变压器的功能。 1.2 设计要求： 1：根据课题正确选择电路形式； 2：绘制完整电气原理图（包括主要电气控制部分）； 3：详细介绍整体电路和各功能部件工作原理并计算各元、器件值； 4：编制使用说明书，介绍适用范围和使用注意事项； 说明：负载形式及参数可自行选择 1.3设计内容： 单相全波整流电路的设计。 1：主电路方案论证 2：电路方框图 3：整流电路方框图 4：电路方案说明 单相整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式可控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。 单相桥式全控整流电路应用广泛，只用四只晶闸管，一个电阻，一个电感，投资比较少，在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，整流电压波形脉动次数多于半波整流电路。变压器而次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率高。 单相桥式全控桥整流电路与半波整流电路相比较： （1）ａ的移相范围相等，均为0～180。 （2）输出电压平均值Ud是半波整流电路的2倍。 （3）相同的负载功率下，流过晶闸管的平均电流减小一半。 （4）功率因数提高了1.414倍。 《电力电子技术》 课程设计报告 题目：整流电路驱动设计与实现 学院：机电与自动化学院 专业班级：电气自动化技术1201班 学生姓名：xxxxxxx 学号：20122822013 指导老师：xxxxxxxx 2014年6月3日至2014年6月13日 华中科技大学 《电力电子技术》课程设计任务书 目录 1.触发电路的定义与功能 (1) 1.1脉冲形成 (1) 1.2 脉冲移相 (2) 2.同步锯齿波触发电路的设计 (3) 2.1电路原理 (3) 2.2电路图的设计 (3) 2.3脉冲的形成与放大环节 (4) 2.4锯齿波形成与移相环节 (4) 2.5同步环节 (4) 2.6强触发环节 (8) 2.7双窄脉冲环节 (8) 2.8触发电路的工作状态及波形图 (10) 3.常用控制触发驱动器件 (11) 3.1 KJ004晶闸管移相触发器集成电路特点及应用 (11) 3.2 结构及工作原理 (11) 4.数字触发电路 (13) 结论 (15) 参考文献 (17) 附录：组成员分工表 (18) 1.触发电路的定义与功能 在实际的生产与实践中，当采用晶闸管相控方式的时候，叫做相控电路。为了保证相控电路的正常工作，很重要的一点是应保证按触发角?的大小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲，这就是如何实现对相控电路电路的相位控制。由于相控电路都使用晶闸管器件，因此，习惯上也将相控电路相位控制的电路总称为触发电路。 1.1脉冲形成 我们可以建模如下： 如上图，是一个简单的晶体管控制开关。我们假设该晶体管压降为0.7V，那么就是一个简单的控制开关，即是：当Ub>0.7V时，开关导通；当Ub<0.7V时，开关闭合。 由此可见脉冲形成，如下所示 脉冲宽度由导通时间决定，通过对巨星图像的分析，可以直观的表现出脉冲的导通时间，脉冲出现的劣频率。 3-13. 三相半波可控整流电路带纯电阻负载情况，由整流变压器供电，电源是三相线电压为380V 的交流电网，要求输出电压V U d 220=，输出电流A I d 400=，考虑ο 30min =α，计算整流变压器二次侧容量2S ，与ο 0=α时二次侧容量比较，并计算晶闸管定额。 解：α=30°时，21.17cos d U U α=，可得2217U V = 220 0.55400 d d U R I = ==Ω 2I = =可得2250.35=I A ，2223163020.39==P U I W 流过晶闸管的电流就是变压器的二次侧某相的电流，2vt I I = 晶闸管承受的最大正向电压2FM U ，最大反向电压2RM U = 考虑2~3倍的裕量 ()(2~3)318.9~478.4()1.57 =? =vt T AV I I A 2(2~3)1077~1616()?=RM U V 可选额定电流为400A ，额定电压为1700V 的晶闸管 同理α=0°时，21.17cos d U U α=，2188U V = 2I = =2234.6=I A 2223132314.4==P U I W 3-14. 三相半波可控整流电路中，相电压V U 1102=，负载反电势30E V =，负载电阻 15R =Ω，电感L 值极大以致输出电流可以认为恒定，触发角ο60=α时，求：○1 输出电流平均值和有效值；○2 a 相电流a i 的有效值；○3 画出1VT u 、d i 、d u 、a i 波形。 解：在三相整流可控整流电路中： （1） 负载电流连续： 输出电压平均值： 21.17cos 1.17110cos 6064.35==???=d U U α 输出电流平均值： d d I (U E)/R (64.3530)/15 2.29A =-=-= 输出电流有效值：2 2.29==d I I A （2） a 相电流的有效值等于晶闸管电流有效值： 1.32== =a VT d I I I A （3） 3-17. 三相桥式全控整流电路，负载电阻Ω=4R ，电感H L 2.0=，要求输出电压d U 从 0~220V 之间变化，求：○ 1 不考虑控制裕量，整流变压器二次侧相电压；○ 2 计算晶闸管的电压、电流定额（考虑2倍裕量）；○ 3 变压器二次侧电流有效值2I ；○ 4 变压器二次侧容量2S 。 ()cos cos ααγ-+= 3.34γ=? 电气信息学院 课程设计任务书 课题名称三相整流电路的设计 姓名专业电气工程及其自动化班级学号01指导老师蔡斌军杨青梁锦颜渐得李祥来 课程设计时间2016年6月6日-2016年6月17日（15、16周） 教研室意见意见：审核人： 一、任务及要求 1. 设计出三相整流电路的主电路。 （输入电压AC0-220V,功率1KW,阻感负载） 2. 设计三相整流电路的控制电路。 3. 设计三相整流电路的驱动电路。 4.给出整体设计框图，画出三相整流电路的总体原理图； 5. 说明所选器件的型号，特性。 6. 给出具体电路画出电路原理图； 7.编写设计说明书； 8.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。（16K） 二、进度安排 第一周：星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； 星期二——星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。 第二周：星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。 星期三：书写设计报告；星期四：书写设计报告；星期五：答辩。 主电路设计 当负载为阻感性时，三相桥式全控整流电路通过六个晶闸管和足够大的电感把电网的交流电转化为直流电而供给用户使用，可以通过调节触发电路的控制电压Vk改变晶闸管的控制角α，从而改变输出电压Ud和输出电流Id。 三相桥式全控整流电路原理图如图3.1所示，习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、 VT3、VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a,b,c三相电源连接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a,b,c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 图3.1 三相桥式全控整流电路原理图 触发电路设计 3.3.1 TCF792芯片简介 TCF792的芯片管脚图如图3.4所示。 图3.4 TCF792的芯片管脚图 TCF792原理结构简图如图3.5所示。 1 绪论 电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体的说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。所用的电力电子器件均用半导体制成，故也称为电力半导体器件。电力电子技术所变换的“电力”，功率可以大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下。信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换。 电力电子涉及由半导体开关启动装置进行电源的控制与转换领域。半导体整流控制、半导体硅整的小型化等的出现，产生一个新的电力电子应用领域。半导体硅整流、汞弧整流器应用于控制电源，但是这样的整流回路只是工业电子的一部分，对于汞弧整流器应用范围而言是有局限的。半导体硅整流的应用涉及很多领域，如汽车、电站、航空电子、高频变频器等。 整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路，大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成，在直流电动机的调速、发电机励磁调节、电解及电镀等领域得到广泛地应用。整流电路由主电路、滤波器和变压器组成。 随着科学技术的日益发展人们对电路的要求越来越高，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，利用它可方便得到大、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性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。本设计主要是对三相桥式全控整流电路（带反电动势的负载）的研究。 三相桥式全控整流电路与三相半波电路相比，输出整流电压提高一倍，输出电压的脉动率高，基波频率为300HZ，在负载要求相同的直流电压下，晶闸管承受的最大正方向电压将比三相半波减少一半，变压器的容量也比较小，同时三相电流平衡，无须中线。所以，三相桥式全控整流电路多用于直流电动机或要求实现有源逆变的负载。 单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中，单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路、 教学重点和难点 单相半波整流电路的工作原理分析，输出电压极性和波形分析及负载直流电压电流的计算。 （一）：师生互动环节（教师展示手机充电器对锂电池充电过程） 师：同学们我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪里得来的呢？ 生：是手机充电器供给的（学生异口同声的回答） 师：是的。充电器直接引入的是市电220V，50H Z的交流电能，而手机锂电池需要存储的是低压直流电能，那么请同学们思考下充电器是如何给锂电池充电的呢？ 生：先降压后变换（少数学生能回答） 换成脉动的低压直流电能--------单相半波整流电路（板书） （一）：单相半波整流电路的结构与工作原理（板书）（约43分钟） 教师提示：“单相”一词是指输入整流电路的交流电是单相交流电。而“半波”一词同学们可在下面讲授的半波整流原理中自己总结，到时老师请同学们回答。（任务驱动法教学可集中学生的听课注意力） 1：电路结构组成（板书） 2：工作原理（板书） 教师引导：输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端，在分析整流原理时应将交流电压分成正、负半周两种情况来考虑。另外为了分析方便，变压器T应假设为无损耗的理想元件，整流二极管V应为理想二极管，负载为纯电阻性负载。 教师提问：①：上面分析了半波整流电路的工作原理，由此可以回答什么是半波整流。 （请学生回答） ②：若在上面图中把整流二极管V极性对调后整理电路的原理又怎样分析 人教版九年级物理第十九章生活用电 19.1家庭电路课后练习 一、选择题 1．小雨买来新的三孔插座，在更换插座时，他发现自己家的老式楼房里没有安装地线，小雨认为，零线在户外就已经和大地相连，把图中A孔与B点连接起来，就可以将A孔接地了，如果按小雨的说法连接，当C点出现断路时，将有金属外壳的用电器接入插座后，带来的安全隐患是（） A．用电器开关闭合时，外壳会带电，人接触外壳易触电 B．用电器开关闭合时，会短路，造成电流过大，引起火灾 C．无论用电器开关是否闭合，外壳都会带电，人接触外壳易触电 D．用电器外壳无法接地，当用电器绝缘部分破损或潮湿时，外壳带电，人接触外壳易触电 2．假如在户外我们遭遇雷雨天气，下列防雷措施中可行的是（） ①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不站立于楼顶上，不接近导电性好的物体；④在空旷地带，关掉手机电源． A．①③ B．②③ C．①④ D．③④ 3．某日，小明家火线上的熔丝熔断，估计是电路某处短路，根据所学知识，他断开闸刀 开关和所有用电器的开关，将一只普通白炽灯L接到如图所示位置进行相关检查，当再 闭合闸刀开关S和灯L1的开关S1时，如果 A．灯L正常发光，说明L1支路无故障B．灯L正常发光，说明L1支路短路 C．灯L发光较暗，说明L1支路短路D．灯L不发光，说明L1支路短路 4．小明家书房有一盏照明灯，闭合和断开照明灯开关时，照明灯正常发光和熄灭．小明晚上学习时，将一盏完好的台灯（台灯开关始终闭合）插入书房插座后发现：闭合照明灯开关时，发现照明灯亮，台灯不亮；断开照明灯开关时，照明灯和台灯均亮，但亮度不够．为了节约用电，小明在开关断开时取下照明灯，想让台灯单独工作，结果发现台灯也不亮，此时用测电笔测试台灯插座两孔氖管均发光．则符合他家书房电路实际情况的电路图是（图中电灯为照明灯，开关为照明灯开关，插座为台灯插座） 重庆大学电气工程学院 电力电子技术课程设计 设计题目：单相桥式可控整流电路设计 年级专业：****级电气工程与自动化学生姓名：***** 学号： **** 成绩评定： 完成日期：2013年6月 23 日 指导教师签名：年月日 重庆大学本科学生电力电子课程设计任务书 单相桥式可控整流电路设计 摘要：本文主要研究单相桥式PWM整流电路的原理，并运用IGBT去实现电路的设计。概括地讲述了单相电压型PWM整流电路的工作原理，用双极性调制方式去控制IGBT的通断。在元器件选型上，较为详细地介绍了IGBT的选型，分析了交流侧电感和直流侧电容的作用，以及它们的选型。最后根据实际充电机的需求，选择元器件具体的参数，并用simulink进行仿真，以验证所设计的单相电压型PWM整流器的性能。实现了单相电压型PWM整流器的高功率因数，低纹波输出等功能。 关键词：PWM整流simulink 双极性调制IGBT 目录 1.引言 ......................................................... - 5 - 1.1 PWM整流器产生的背景.................................... - 5 - 1.2 PWM整流器的发展状况.................................... - 5 - 1.3 本文所研究的主要内容.................................... - 6 - 2.单相电压型PWM整流电路的工作原理 ............................. - 7 - 2.1电路工作状态分析......................................... - 7 - 2.2 PWM控制信号分析......................................... - 8 - 2.3 交流测电压电流的矢量关系............................... - 9 - 3.单相电压型PWM整流电路的设计 ................................ - 10 - 3.1 主电路系统设计......................................... - 10 - 3.2 IGBT和二极管的选型设计................................. - 11 - 3.3 交流侧电感的选型设计................................... - 11 - 3.4 直流侧电容的选型设计................................... - 12 - 3.5 直流侧LC滤波电路的设计................................ - 13 - 4.单相PWM整流电路的仿真及分析 ................................ - 13 - 4.1 整流电路的simulink仿真............................... - 13 - 4.2 对simulink仿真结果的分析............................. - 16 - 5．工作展望 ................................................... - 16 - 参考文献 ...................................................... - 17 -单相桥式全控整流电路课程设计
第三章答案
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