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单相桥式整流电路的应用

-1-洛阳理工学院

课程设计报告书

科题班学目：

目：单相相控整流电路的应用级：

号：

学生姓名：

电力电子技术

1.课程设计的目的 (3)

2.课程设计的任务、指标内容及要求 (3)

3.方案的设计 (3)

3.1 主电路的设计………………………………………………………………………4～6

3.2 触发电路的设计…………………………………………………………………·6～8

3.3 绘制完整的主电路电气原理图和触发电路原理框图…………………………·9～10

3.4 介绍电路工作原理，绘制电路各点电压波形图………………………………10～13

3.5 编制论证本方案所需的仪器器材、元件和工具 (14)

4.方案论证 (15)

4.1 元件的检测………………………………………………………………………15～16

4.2 安装元件 (16)

4.3 通电调试 (16)

5.课程设计心得体会……………………………………………………………………16～17

6.讨论题…………………………………………………………………………………17～18

7.参考文献………………………………………………………………………………··18·

附录………………………………………………………………………………………18～19

《单相相控整流电路的应用》

一. 课程设计的目的

在学习完《电力电子技术》相关课程之后进行的一个重要的实践性教学环节，是电气自动化专业学生在整个学习过程中一项综合性实践环节，是工程技术应用型人才培养目标的重要组成部分，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。

1、通过课题设计，可提高学生综合运用知识的能力，能巩固课程知识，加深对理论

知识的理解，巩固和扩展学生的知识领域、训练学生综合运用所学的理论知识，培养学生严谨的科学态度和提高独立工作的能力，提升学生发现问题和解决问题的能力，从而能初步解决一些实际问题。

2、通过设计，能初步掌握电力电子系统设计方法，培养学生查阅资料，文献检索的

能力，特别是如何利用Internet 检索需要的文献资料。独立获取新知识、新信息的能力，熟悉国家有关技术和经济方面的方针政策和安全规程，训练使用设计手册的技术资料的能力；

3、提高学生课程设计报告撰写水平，为以后其它学科写课程设计实验报告积累经验。

4、培养学生设计和绘制电路图的能力。

二. 设计的任务、指标内容及要求。

（1）采用单相相控整流电路，主要由主电路、触发电路组成。

（2）触发电路不采用单结晶体管自激振荡触发电路。

（3）同步输入电源：单相交流工频电源，220V，50HZ。

（4）负载为40W 白炽灯。

三.方案的设计

根据课题要求正确选择主电路形式；

单相相控整流电路主电路有单相半波、单相桥式全控、单相桥式半控等。

1、单相半波可控整流电路

单相半波可控整流电路的优点是线路简单、调整方便，其缺点是输出电压脉动大，负载电流脉动大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流电流分量，使铁心磁化，变压器容量不能充分利用。若不用变压器，则交流回路有直流电流，使电网波形畸变引起额外损耗。因此单相半波相控整流电路只适用于小容量，波形要求不高的的场合。

2、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。

3 单项全破可控整流电路

此电路变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，。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。但触发电路若采用分立元件触发电路，时间差问题难以解决，且根据两个晶闸管的接线方式有时可能则会导致电路短路。故也不用此电路。

4 单相桥式半控整流电路

单相桥式半控整流电路用二只晶闸管和二只二极管，根据两个晶闸管的接线方式，可以使用分立元件触发电路，且触发电路相对简单，当两个晶闸管被同时导通时，由二极管在电源电压过零时自然换流其性能和单相桥式全控整流电路相同，具有同等优点。

故采用此电路作为本次课程设计的主电路。

b 触发电路的选择和设计

可供选择的触发电路有同步信号为锯齿波的触发电路，同步信号为正弦波的触发电路，KC04 集成移相触发器，六路双脉冲发生器。

1、同步信号为锯齿波的触发电路

基本环节：

①脉冲形成与放大环节

②锯齿波形成和脉冲移相环节

③同步环节

④强触发脉冲形成环节

⑤双窄脉冲形成环节

2、同步信号为正弦波的触发电路

（1）三个基本环节：

①同步移相

②脉冲形成整形

③脉冲功放输出

（2）工作原理

晶体管V1 左边部分为同步移相环节，在V1 的基极上综合了同步信号UT，偏移电压Ub 及控制电压Uc。利用垂直控制原理，将几条支路进行并联电流叠

加。本电路中RP2 可调节Ub，也可调节Uc 改变晶体管V1 从截止到导通的翻转

时刻，来产生触发电路不同的控制角。

脉冲形成放大环节是一集基耦合单稳态脉冲电路，V2 的集电极通过VD5耦合到V3 的基极，V3 的集电极通过C4、RP3 耦合到V2 的基极。当同步移相

环节送出负脉冲时，使单稳态电路翻转，从而输出脉宽可调的、幅值足够的触

发脉冲，起到脉冲整形与放大作用。

3. KC04 集成移相触发器

它

可分为同步、

锯齿波形成、

移相、

脉冲形成

脉冲输出等几部分电路

c：绘制完整的主电路电气原理图和触发电路原理框图；

1. 主电路电气原理图

2.触发电路电气原理图

d.介绍主电路各元件功能和整体电路工作原理，绘制电路各点电压波形图；

（1）分别说明主电路和触发电路的工作原理。其中要说明主电路的基本计算关系。

①主电路工作原理：

在u 2 的正半周，控制角为时，触发晶闸管T1 ，则T1 和D 2 导电，此时整流桥输出电压u d = u 2 。当u 2 下降到零并开始变负时，由于电感的作用，T1 将继续导

通，但此时 b 点点位高于 a 点点位使D1 正偏导通，而D 2 反偏截止，电流从D 2 转

换到D1 ，负载电流i d 从 a 点经D1 、T1 继续流通回到 a 点，形成不经过变压器的自然续流，此时整流桥输出电压为T1 和D 1 的正向压降，接近于零，所以u d 没有负半

波。

在u 2 的负半周，具有与正半周相似的情况。t 时触发T2 ，T2 、D1在

导通，T1 受反压而关断，此时整流桥输出电压u d = u 2 。后面同理。

②同步信号为正弦波的触发电路工作原理：同步信号为正弦波 UT ，由同步变压器副边提供。同步移相环节：

晶体管 V1 左边部分为同步移相环节，在 V1 的基极上综合了同步信号 UT ，偏移电压 Ub 及控制电压 Uc 。利用垂直控制原理，将几条支路进行并联电流叠加。本电路中 RP2 可调节 Ub ，也可调节 Uc 改变晶体管从截止到导通的翻转时刻，来产生触发电路不同的控制角。

脉冲形成放大环节是一集基耦单稳态脉冲电路，V2 的集电极通过 VD5 耦合到 V3 的基极，V3 的集电极通过 C4、RP3 耦合到 V2 的基极。当同步移相环节送出负脉冲时，使单稳态电路翻转，从而输出脉宽可调的、幅值足够的触发脉冲，起到脉冲整形与放大作用。

1) 整流输出电压平均值：

U d 1

2U 2 sin td (t ) 2

U 2 (1 cos ) 0.9U 2 1 cos 2 2）整流输出电压的有效值为

( 2U 2 sin t ) 2 d (t ) U 2

sin 2

3）输出电流的平均值和有效值分别为

I d U d U 1 cos

0.9 2

R d R d 2

I U U 2

R d R d

sin 2

4）流过晶闸管的电流有效值为

（2）电路中各处电压波形的分析。

①主电路各点波形

②触发电路各点波形

（3）说明所用晶闸管元器件型号选择方法。

额定电压：晶闸管T 可能承受的正反向峰值电压2 U 2 。

U TM = 2 U 2

额定电流：晶闸管的额定电流为I T (AV) (正弦半波电流平均值)，它的额定电流有效值为

I T 1.57 I T (AV)

e: 编制论证本方案所需的仪器器材、元件和工具；

a) 工具：电烙铁、测电笔、旋具、尖嘴钳、镊子、剥线钳、小刀、针头等。

表：F47 万用表一个。c)

e):元器件清单:

元器件清单列表

序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

代号

VD1-VD7

V1、V2

RP2

RP3

R10

R11

名称

二极管

三极管

变压器

电位器

电阻

电容

型号

1N4007

3GD12B

3DD4

220V/50V

2.2K

47K

51K

6.8K

5.1K

15K

47K

3.9K

390

20/2W

1000p

473

474

104

数量

器材：导线、焊接板、面包板。d)

b)仪

仪器：示波器

四、方案论证

1、检验元件

（1）晶闸管管脚判别

根据普通晶闸管的结构可知，其门极G 与阴极K 极之间为一个PN 结，具有单向导电特性，而阳极 A 与门极之间有两个反极性串联的PN 结。因此，通过用

万用表R×100A 或R×1k 档测量普通晶闸管各引脚之间的电阻值，即能确定三个

电极。

具体方法是：将万用表黑表笔任接晶闸管某一极，红表笔依次去触碰另外两个电极。若测量结果有一次阻值为几千欧姆（k?）而另一次阻值为几百欧姆，（?），

则可判定黑表笔接的是门极G。在阻值为几百欧姆的测量中，红表笔接的是阴极

K，而在阻值为几千欧姆的那次测量中，红表笔接的是阳极A，若两次测出的阻

值均很大，则说明黑表笔接的不是门极G，应用同样方法改测其它电极，直到找

出三个电极为止。

也可以测任两脚之间的正、反向电阻，若正、反向电阻均接近无穷大，则两极即为阳极 A 和阴极K，而另一脚即为门极G。

螺栓形普通晶闸管的螺栓一端为阳极A，较细的引线端为门极G，较粗的引线端为阴极K。

（2）单节晶体管管脚的判断

判别单节晶体管发射极 E 的方法：把万用表转换开关置于R*100 档，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外的两极，当出现两次低阻时，黑表笔接的就是单

节晶体管的发射极。

单节晶体管B1 和B2 的判断方法：把万用表置于R*100 档，用黑表笔姐发射极E，

红表笔分别接触另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1 极。

特别提示：

上述判别B1 和B2 的方法，不一定对所有的单节晶体管都适用，有个别管子的

E-B1 间的正向电阻值较小，不过准确的判断哪极是B1，哪极是B2 在实际使用

中并不特别重要。即使B1、B2 用颠倒了，也不会使管子损坏，只影响输出脉冲

的幅度（单节晶体管多作脉冲发生器使用），当发现输出的脉冲幅度偏小时，只

要将原来假设的B1 和B2 对调过来就可以了。

（3）三极管管脚的判断

①基极的确定

将万用表打在R*1K 档。将黑表笔接假设的基极，红表笔分别接触另外两个引脚，

直到测出两个电阻都很小，黑表笔接的就是基极。

②c、e 极的确定

将万用表打在R*10K 档，以三极管基本放大电路为基础，假设其中一个引脚为c

极，另外一个为 e 极，用黑表笔接假设的 c 极，红表笔接触假设的 e 极，同时通

过人体电阻连接b、c 两极，得到一个数据R1；再把假设情况互换，方法一样，

得到另一个数据R2.比较R1、R2,以阻值小的假设正确，即此时黑表笔接的是 c 极，

红表笔接的是 e 极。

2、安装元件

按照电路图中元件的位置，将各元件安装到焊接板上。仔细检查是否有位置错误或元件弄错的，确认一切无误后。将元件焊接到焊接板上，注意不要有未焊，虚焊，

假焊的。并且焊点要美观。

3、通电调试

将焊接好的电路正确连接到电源箱上，插好插座。看到灯亮，且调节电位器可以改变灯的亮度，则证明实验成功了。

五．本次课程设计心得体会

心得体会

终于要做实验了，学了好久理论总是盼望着自己动手做，心理无比的激动和期

待，把理论应用于实践是我们的难点也是重中之重，所以我尽最大的努力完成了这

次实验。

这周，老师组织我们进行实验设计，有关于电力电子技术的单相相控整流电路

的应用，我感触很多！

毕竟也学了一年，总要学点东西，今天就是见证的时候了，开始摩拳擦掌，做好

充足的准备。

因为没有经常动手实践，所以很生疏！希望以后能多点这样实践的机会！

经过这次的实践我真的学到了很多，动手能力比以前好多了，检查问题的能力也

增强了，而且耐心也比以前好多，希望以后能有更多这样的机会，学习更多的东西，我会更努力的学习电力电子这门功课，为以后而努力！

我是和秦进一组的，总是把二极管的管脚搞反，现在我知道了，当我们理论部足

的时候做的就只能叫做体力活了，也使我们花了更多的时间去了解这些电路和电子元件，避免在以后犯同一种错误。

一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学共同分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，

学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，虽然我们实验所需电源都是

经过降压的，但刘老师又给我们深刻的上了一次怎么安全用电，对我们以后的工作很有教诲。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会

了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

通过这次实验，我增强自己的能力，累积了经验，在以后的职业生涯中可以更好

的定位我自己，感谢同学和老师对我的帮助和支持，我会在今后的道路上更加努力的。

六.思考题：

1.如果有一个晶闸管短路或开路，会出现什么情况？

答：⑴晶闸管开路时，只有正半周或是负半周一个半周不导通，所以它输出的平均电压也要减半。

⑵若有一晶闸管因为过流而烧成断路，则单相桥式半控制流电路变为单相半波可控

整流电路，如果这只晶闸管被烧成短路，会引起其他晶闸管因对电源短路而烧毁，

严重时使输入变压器因过流而损坏。因此在设计电路时，在变压器二次侧与晶闸管

之间应串联快速熔断丝，起到过流保护的作用。

2.各晶闸管承受的正、反向电压是多少？

答：正向最大电压Ut=

反向最大电压Ut= 2U 2

3.整流电路可实现什么功能？

答：将交流变为直流

4.说明本电路白炽灯为什么可调光？

答：本电路为桥式半控整流电路

U d 12U 2 sin td (t ) 2U 2 (1 cos ) 0.9U 21 cos

当电位器调节时，α改变，则Ud 改变。故灯的亮度可调。

七．参考文献

[1] 浣喜明姚为正《电力电子技术》（第2 版）高等教育出版社。2000 年

[2] 莫正康《晶闸管变流技术》机械工业出版社。1985 年6 月

附录

1、15V 电源的制作原理图

- 19 -

单相桥式整流电路实验

课题单相桥式整流电路执教者教学时间40×2分钟教学方法启发讲授、项目示范、练习巩固教学用具黑板/粉笔，投影，二极管整流电路示范装置，交流电源调节器，通用双踪示波器，万用表教学目的通过对单相桥式整流电路原理的理解，能够正确的使用和安装单向桥式整流电路或桥堆（1）根据二极管的单向导电性正确判断桥中二极管的导通、截止状态，并用波形表示；（2）使用示波器分析工作中电路的波形，正确判断桥及桥中二极管的工作情况是否正常；（3）使用万用表对桥的输入、输出电压进行测量、监控，掌握桥的输入、输出关系；（4）根据要求正确地选择二极管或集成的桥堆；（5）正确安装整流桥并接入电路，注意好的职业习惯的培养；教学重点单向桥式整流电路原理的理解及电路安装教学难点（1）桥中各桥臂二极管的工作情况分析；（2）整流桥中二极管参数的选择；（3）二极管在整流电路安装时的操作要点。教学过程项目内容备注导入：8min 1、二极管的单向导电性； 2、单向半波、全波整流电路的优劣特点使用万用表和示波器对相关内容进行复习。

教学过程( 续) 新课： 65 min 单相桥式整流电路原理 (35min) 1、用不同颜色的发光二极管代替普通的整流二极管组成桥式整流电路，正确接入电路，演示二极管整流过程。 2、将双踪示波器分别接入相邻、相对两桥臂，观察其变化过程。(1、2共18min) 3、使用万用表对其输入、输出电压进一步跟踪，调节输入电压的大小，测量输出电压，发现它们之间的数量关系。（14min） 4、师生对上述过程进行分析，探究上述现象形成的原因。(3min) 运用模块式任务导向教学原理，展开教学，以突出重点、分化难点。器件的选择与电路安装 (30min) 1、根据上述原理分析，获得二极管桥式整流电路中二极管上承受最大反压、流过二极管整流电流值与整流桥交流侧输入电压的关系，从而理解该电路在选择二极管时所采用的经验式。 2、示范练习并指导学生根据需要选择二极管，并将其正确接入电路。注意事项电路安装时，一定要认准交流侧“阴阳-阴阳”串联，直流侧“阴阴-阳阳”并联；测试桥式整流电路输入、输出电压时要注意万用表使用安全；测试信号波形时，因测试探头“公共接地”端在测试中的作用，在测试时为了分析方便，当测试扫描一旦确定，在进行输出、管压降测试时，不要再次调节该参数。课堂总结及作业布置(5min) 总结本教学单元的重点，巧妙设置问题考查学生的掌握程度，同时提出思考，为进入滤波电路学习做好铺垫。课堂答疑（2 min）针对本教学单元内的相关问题，课堂上回答学生的疑问，并对比较集中的、非常规性的问题在全班进行解释。教学反思（附后） 2

单相桥式全控整流电路Matlab仿真

单相桥式全控整流电路 M a t l a b仿真 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

目录（（（3 4 6 8 单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的 1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。 2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。二．实验内容

（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) 1.电路的结构与工作原理电路结构单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图(截图) 工作原理用四个晶闸管，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。（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。四个晶闸管都不通。假设四个晶闸管的漏电阻相等，则==1/2 u2。（2）在u2正半波的ωt=α时刻：触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（u d=u2）和电流输出，两者波形相位相同且=0。此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4—直导通到ωt=π为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。（3）在u2负半波的（π~π+α）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。此时，==1/2 u2。（4）在u2负半波的ωt=π+α时刻：触发晶闸管VT2、VT3，元件导通，电流沿b→VT3→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电阻上，负载上有输出电

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。

单相半控桥整流电路实验报告

目录一、实验基本内容----------------------------------2 1.实验项目名称-----------------------------------2 2.实验已知条件-----------------------------------2 3.实验完成目标-----------------------------------3 二、实验条件描述-----------------------------------3 1.主要设备仪器-----------------------------------3 2.小组人员分工-----------------------------------3 三、实验过程描述-----------------------------------4 1.实现同步---------------------------------------4 2.半控桥纯阻性负载试验---------------------------4 3.半控桥阻-感性负载（串联L=200mH）实验-----------6 四、实验仿真---------------------------------------9 五、实验数据处理及讨论-----------------------------18 六、实验思考---------------------------------------22

一、实验基本内容 1.实验项目名称：单相半控桥整流电路实验 2.实验已知条件：单相半控桥整流电路如图所示，图中晶闸管VT1,二极管VD4组成一对桥臂，VT3,VD2组成另一对桥臂，变压器u2加在桥臂的中间。 (1)阻性负载电源电压u2在（0，α），VD2,VT3承受反向阳极电压处于截止状态，由于VT1未加触发脉冲而使VT1,VD4处于正向阻断状态，此时ud=0 , uVT1=u2, uVD2= -u2, uVT3=0, uVD4=0；wt=α时刻，触发VT1，VT1，VD4立即导通，VD2，VT3承受反向电压关断，此时ud= u2 , uVT1= 0, uVD2= -u2, uVT3=-u2, uVD4=0；u2在负半周（π，π+α）期间，VT3,VD2虽然承受正向阳极电压但由于门极没有触发信号而正向阻断，此时ud=0,uVT1=0,uVD4=u2,uVT3= -u2,uVD2=0; wt=π+α时刻触发VT3，则VT3,VD2，此时ud= u2，uVT1=-u2，uVD4=u2, uVT3=0, uVD2=0。 (2)感性负载负载电感足够大从而使负载电流连续且为一水平线。电源电压u2的正半周，wt=α时刻触发晶闸管VT1，则VT1，VD4立即导通，电流从电源出来经VT1,负载，VD4流回电源，此时ud=u2。当wt=π时，电源电压u2经零变负，由于电感的存在，VT1将继续导通，此时a点电位较b点电位低，二极管自然换相，从VD4换至VD2,这样电流不再经过变压器绕组，而由VT1,VD2续流，忽略器件导通压降，ud=0，整流电路不会输出负电压。电源电压u2的负半周，wt=π+α时刻触发VT3，则VT3,VD2导通，使VT1承受反向电压关断，电源通过VT3和VD2又向负载供电，ud= -u2。U2从负半周过零变正时，电流从VD2换流至VD4,电感通过VT3,VD4续流，ud又为零。以后，VT1再次触发导通，重复上诉过程。 3. 实验完成目标：（1）实现控制触发脉冲与晶闸管同步。

单相桥式全控整流电路设计_(纯电阻负载)

单相桥式全控整流电路的设计一、 1. 设计方案及原理 1.1 原理方框图触发电路驱动电路整流主电路负载 1.2 主电路的设计电阻负载主电路主电路原理图如下： 1.3主电路原理说明 1.3.1电阻负载主电路原理（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。假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。（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区间，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。

1.4整流电路参数的计算电阻负载的参数计算如下：（1）整流输出电压的平均值可按下式计算 U d=0.45U2（1+cos ）（1-1）当α=0时，取得最大值，即= 0.9 ，取=100V则U d =90V，α=180o 时，=0。α角的移相范围为180o。（2）负载电流平均值为 I d=U d/R=0.45U2（1+cos ）/R (1-2) (3)负载电流有效值，即变压器二次侧绕组电流的有效值为 I2=U2/R (1-3) (4)流过晶闸管电流有效值为 IVT= I2/ （1-4）二、元器件的选择晶闸管的选取晶闸管的主要参数如下： ①额定电压U TN 通常取和中较小的，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 U TN=（2～3）U TM（2-1） U TM:工作电路中加在管子上的最大瞬时电压

单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计

学号：2011551917 湘潭大学课程设计题目单相全控桥式晶闸管整流电路设计学院信息工程学院专业自动化专业班级自动化4班姓名严梦宇指导教师兰志勇 2014 年 5 月19 日

课程设计任务书学生姓名：严梦宇专业班级：自动化4班指导教师：兰志勇工作单位：湘潭大学题目: 初始条件：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载） 1、电源电压：交流100V、50Hz 2、输出功率：500w 3、移相范围0°~90° 摘要本次课程设计只要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。首先对几种典型的整流电路的介绍，从而对比出桥式全控整流的优点，然后对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。主电路中包括电路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件选择，参数设计；保护电路包括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。之后就对整体电路进行Matlab仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。关键词：单相全控桥、晶闸管、整流单相桥式全控整流电路电路简图如图：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。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。系统流程框图根据方案选择与设计任务要求，画出系统电路的流程框图如图1-5所示。整流电路主要由驱动电路、保护电路和整流主电路组成。根据设计任务，在此设计中采用单相桥式全控整流电路带阻感性负载。系统流程框图主电路的设计主电路原理图如图1-6所示主电路原理图输入过电流保护整流主电路过电压保护驱动触发电路输出

实验二单相桥式全控整流电路实验

实验二单相桥式全控整流电路实验一．实验目的 1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。 2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载及电阻-电感性负载下的工作特性。 3．熟悉NMCL-05锯齿波触发电路的工作。二．实验线路及原理三．实验内容 1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。 2．单相桥式全控整流电路供电给电阻-电感性负载。四．实验设备及仪器 1．NMCL-III教学实验台主控制屏 2．NMCL-32主控制屏

3．NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-31 4．MEL-03A组件和NMCL-331多电感组件 5．NMCL-35和NMCL-33组件 6．双踪示波器 7．万用表五．注意事项 1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱。 2．负载电阻调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。 3．电感的值可根据需要选择并且必须与电阻串联，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。 4．NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。 5．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。六．实验方法 1．将NMCL-05面板左上角的同步电压输入接NMCL-32的U、V输出端,“触发电路选择”拨向“锯齿波”。 2．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载接上电阻负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大，短接平波电抗器。合上主电路电源，调节U ct ，测量在不同α角（30°、60°、90°）时整流电路的输出电压U d =f（t），晶闸管的端电压U VT =f（t）的波形，并记录相应α角时的输出电压U d 和U VT 的波形。若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。3．单相桥式全控整流电路供电给电阻-电感性负载接上电路负载为阻感型，测量在不同控制电压U ct 时的输出电压U d =f（t），负

单相桥式整流电路设计..

1 单相桥式整流电路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。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）。 1.1元器件的选择 1.1.1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 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。晶闸管有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

单相桥式全控整流电路

单相桥式全控整流电路一、原理图1.1为单相桥式全控整流带电阻电感性负载，图中DJK03是装置上的晶闸管触发装置。假设电路已工作于稳态。在u2正半周期，触发角α处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通，ud=u2。负载中有电感存在时负载电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线，u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。至ωt=π+α时刻，给VT3和VT2加触发脉冲，因VT3和VT2本已承受正电压，故两管导通。VT3和VT2导通后，u2通过VT3和VT2分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT3和VT2上，此过程成为换相，亦称换流。至下一周期重复上述过程，如此循环下去，其平均值为Ud=0.9U2。图1.2为单相桥式有源逆变电路实验原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器反馈回电网。图中的电阻Rp、电抗Ld和触发电路与单相桥式整流电路相同。产生有源逆变的条件如下：（1）要有直流电动势，其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。（2）要求晶闸管的控制角α>π/2.，使Ud为负值。两者必须同时具备才能实现有源逆变。二、实验内容（1）单相桥式全控整流电路带电阻性负载。（2）单相桥式有源逆变电路带电阻电感性负载。（3）有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。（4）单相桥式整流、单相桥式有源逆变电路带电阻电感性负载时MATLAB的仿真。三、实验仿真 1.带电阻电感性负载的仿真启动MATLAB，进入SIMULINK后新建文档，绘制单相桥式全控整流电路模型，如图1.3所示。双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。

实验二单相桥式全控整流电路实验电力电子技术实验

一．实验目的 1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。 2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。 3．熟悉NMCL—05(E)组件或NMCL—36组件。二．实验线路及原理参见图1-3。三．实验内容 1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。 2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏； 2．NMCL—33组件； 3．NMCL—05(E)组件或NMCL—36组件； 4．MEL－03(A)组件； 5．NMCL—35组件； 6．双踪示波器（自备）； 7．万用表（自备）。五．注意事项 1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱（或NMCL—36组件），故NMCL-33的内部脉冲需断，以免造成误触发。 2．电阻R D的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。 3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。 4．NMCL-05(E)（或NMCL—36）面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。 5．逆变变压器采用NMCL—35组式变压器，原边为220V，副边为110V。 6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。六．实验方法

图1-3 单相桥式全控整流电路 1．将NMCL—05(E)（或NMCL—36）面板左上角的同步电压输入接NMCL—3 2的U、V输出端），“触发电路选择”拨向“锯齿波”。 2．断开NMCL-35和NMCL-33的连接线，合上主电路电源，此时锯齿波触发电路应处于工作状态。 NMCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct=0。调节偏移电压电位器RP2，使 =90°。断开主电源，连接NMCL-35和NMCL-33。 3．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。接上电阻负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大，短接平波电抗器。

单相桥式整流与滤波电路地安装和测试教案设计

基础知识整流和滤波电路导入：1、什么电子设备需要用到直流电？电脑功放手机数码相机 2、如何得到直流电提问导入：什么电子设备需要用到直流电？激发兴趣提问：如何得到直流电

手机锂电笔记本电脑锂电数码相机锂电手机充电器电脑电源直流稳压电源结合演示讲解

㈠单相桥式整流电路将交流电变换为直流电（脉动）的过程称为整流，利用二极管的单向导电性可以实现整流。整流电路单相整流电路三相整流电路，根据整流电路的形式还可分为半波、全波和桥式整流电路。 ⒈电路结构单相桥式整流电路如图1-7所示。在电路中，4只整流二极管连接成电桥形式，称为桥式整流电路。常有如图1-7所示的几种形式的画法，其中图（c）为单相桥式整流电路最常用的简单画法。图1-7 单相桥式整流电路 ⒉工作原理在交流电压u2的正半周（即0～t1）时，整流二极管VD1、VD3正偏导通， VD2、VD4反偏截止，产生电流i L通过负载电阻R L，并在负载电阻R L上形成输出电压u L，如图1-8(a)所示。在交流电压u2的负半周（即t1～t2）时，整流二极管VD2、VD4正偏导通，VD1、VD3反偏截止，产生电流i L同样通过负载电阻R L，并在负载电阻 R L 上形成输出电压u L，如图1-10(b)所示。输出信号的波形如图1-10(c)所示。结合演示讲解

图1-8 单相桥式整流电路工作原理在交流电压u 2 的一个周期（正、负各半周），都有相同一方向的电流流过RL，4只整流二极管中，两只导通时另两只截止，轮流导通工作，并以周期性地重复工作过程。在负载R L上得到大小随时间t改变但方向不变的全波脉动直流输出电流i L和输出电压u L，所以这种整流电路属于全波整流类型。单相桥式整流电路的特点是：整流效率高（电源利用率高），而且输出信号脉动小，因此应用最为广泛。在实际应用中经常用到的全桥整流堆是将4只整流二极管集中制作成一体，其部电路和外形如图1-9所示。图1-9 全桥整流堆实物展示

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。。

单相桥式全控整流电路设计说明

电子技术课程设计说明书单相桥式全控整流电路设计学生姓名：学号：学院：计算机与控制工程学院---- 专业：电气工程及其自动化------ 指导教师：李静李郁峰--------- 2016年 1 月

目录 1引言 (1) 1.1整流电路 (1) 1.2整流电路的发展与应用 (1) 2 课程设计目的与要求 (1) 2.1课程设计目的 (1) 2.2课程设计的预备知识 (2) 2.3 课程设计要求 (2) 3元器件的选择 (2) 3.1晶闸管 (2) 3.1.1晶闸管的结构 (2) 3.1.2晶闸管的工作原理图 (2) 3.1.3晶闸管的门极触发条件 (3) 3.1.4晶闸管的主要参数说明 (3) 3.2 可关断晶闸管 (4) 4电路的结构与工作原理 (5) 4.1电路结构 (5) 4.2 工作原理 (5) 4.3基本数量关系 (5) 5 MATLAB仿真 (6) 5.1 MATLAB软件介绍 (6) 5.2 系统建模与参数设置 (6) 5.2.1 仿真图形 (6) 5.2.2模型参数设置 (7) 5.3 仿真结果与分析 (8) 6 结论 (9) 参考文献 (9) 致谢 (9)

1引言 1.1整流电路整流电路是电力电子中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。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。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交流成分。变压器设置与否是具体情况而定。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。可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入详述分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路。 1.2整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用。1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命；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发展迅速，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。另外，采用全控型器件的电路的主要控制方式为PWM脉宽调制式，后来，又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），随着全控型电力电子器件的发展，电力电子电路的工作频率也不断提高。同时，电力电子器件的开关损耗也随之增大，为了减小开关损耗，软开关技术应运而生，零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）把电力电子技术和整流电路的发展推向了新的高潮。 2 课程设计目的与要求 2.1课程设计目的 “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：（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

单相桥式半空整流电路MATLAB仿真实验报告

一、单相桥式半控整流电路（电阻性负载）1．电路结构与工作原理（1）电路结构 T u1 u2 it1 i2 id2 VT1VT3 VD2VD4 id4 it3 u R 2.建模 3．仿真结果分析 α=30°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）

α=60°单相桥式半控整流电路（电阻性负载） α=90°单相桥式半控整流电路（电阻性负载） 4．小结尽管整流电路的输入电压U2是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正、负半周均能工作，变压器二次绕组正在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。二、单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管） 1．电路结构与工作原理

（1）电路结构 L （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，处于关断状态。假设电路已工作在稳定状态，则在0～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ωt=α时刻及以后：在ωt=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（u d=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。 2.建模

3．仿真结果分析 α=30°单相桥式半控整流电路（阻感性负载） α=60°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）

α=90°单相桥式半控整流电路（阻感性负载） 4．小结电路具有自续流能力，但实用中还需要加设续流二极管VD，以避免可能发生的失控现象。三、单相桥式半控整流电路（带续流二极管） 1．电路结构与工作原理（1）电路结构 T u2 it1 i2 id2 VT1VT3 VD2VD4 id4 it3 R u R L ul id VD ud （2）工作原理

单相桥式全控整流电路纯电阻课程设计

1 引言电力电子技术是利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。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。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。整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。典型的单相可控整流电路包括单相半波可控整流电路、单相整流电路、单相全波可控整流电路及单相桥式半控整流电路等。单相可控整流电路的交流侧接单相电源。这次课程设计我设计的是单相桥式全控整流电路电阻性负载，与单相半波可控整流电路相比，桥式全控的电源利用率更高一些，应用范围更广泛一些。 2 单相桥式全控整流电路 2.1 单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况分析单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如图2-1：图2.1 单相桥式全控整流电路原理图

在单相桥式全控整流电路，闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a 点电位高于b 点电位），若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压u2。在触发角a 处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a 端经VT1、R 、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u2负半周，仍在触发角a 处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经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。在u2负半周，仍在触发延迟角a 处触发VT2和VT3（VT2和VT3的a=0处为ωt=Π），VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经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。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2和2U2。由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。整流电压平均值为： ?+=+==παααπωωπ2 cos 19.02cos 122)(d sin 21 222U U t t U U d 向负载输出的直流平均电流为： 2 cos 19.02cos 12222ααπ+=+==R U R U R U I d d 晶闸管VT 1、VT 4 和 VT 2、VT 3 轮流导电，流过晶闸管的电流平均值只有输出直流电流平均值的一半，即 2 cos 145.0212α+==R U I I d dT b c) d u V 图2.2单相桥式全控整流电路波形

单相半控桥式整流电路的设计说明

工业应用技术学院课程设计任务书题目单相半控桥式晶闸管整流电路的设计专业、班级学号主要容、基本要求、主要参考资料等：一、主要容（1）电源电压：交流220V/50Hz （2）输出电压围：20V-50V （3）最大输出电流：10A （4）电源效率不低于70% 二、基本要求 1、主要技术指标（1）具有过流保护功能，动作电流为12A；（2）具有稳压功能。 2、设计要求（1）合理选择晶闸管型号；（2）完成电路理论设计、绘制电路图、电路图典型波形并进行模拟仿真。二、主要参考资料 [1] 王兆安，黄俊，电力电子技术（第4版）[M]，北京：机械工业，2000. [2] 王兆安，明勋，电力电子设备设计和应用手册（第2版）[M]，北京：机械工业，2005. [4] 康华光，大钦，电子技术基础-模拟部分（第5版）[M]，北京：高等教育，2005. [4] 治明，电力电子器件基础[M]，北京：机械工业，2005. [5] 吴丙申，模拟电路基础[M]，北京：北京理工大学，2007.

[6] 马建国，孟宪元，电力设计自动化技术基础[M]，北京：清华大学，2004. 完成期限：指导教师签名：课程负责人签名：年月日

1.设计的基本要求 1.1 设计的主要参数及要求：设计要求：1、电源电压：交流220V/50Hz 2、输出电压围：20V-50V 3、最大输出电流：10A 4、具有过流保护功能，动作电流：12A 5、具有稳压功能 6、电源效率不低于70% 1.2 设计的主要功能单相桥式半控整流电路的工作特点是晶闸管触发导通，而整流二极管在阳极电压高于阴极电压时自然导通。单相桥式整流电路在感性负载电流连续时，当相控角α<90°时，可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流；在α>90°时，可实现将直流电返送至交流电网的有源逆变。在有源逆变状态工作时，相控角不应过大，以确保不发生换相（换流）失败事故。 2.总体系统的设计 2.1 主电路方案论证方案1：单相半控桥式整流电路（含续流二极管）单相桥式半控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少等优点，而且不会导致失控显现，续流期间导电回路中只有一个管压降，少了一个管压降，有利于降低损耗。方案2：单相半控桥式整流二极管（不含续流二极管）不含续流二极管的电路具有自续流能力，但一旦出现异常，会导致：一只晶闸管与两只二极管之间轮流导电，其输出电压失去控制，这种情况称之为“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。在失控情况下工作的晶闸管由于连续导通很容易因过载而损坏。因为半导体本身具有续流作用，半控电路只能将交流电能转变为直流电能，而直流电能不能返回到交流电能中去，即能量只能单方向传递。经过比较本设计选择方案一含续流二极管的单相半控桥式整流电路能更好的达到设计要求。 2.2 主电路结构及其工作原理

实验三单相桥式全控整流电路实验

实验三单相桥式全控整流电路实验一．实验目的 1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。 2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载时的工作。二．实验线路及原理参见图1。三．实验内容 1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。 2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMCL—05E组件 4．MEL—03A组件 5．NMCL—35组件 6．NMCL—41组件 7．双踪示波器五．注意事项 1．负载电阻R D的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。 2．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通 3．NMCL—05E面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。 4．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。 5. 本实验中用示波器观察主电路中电压波形时需用到衰减探头，为防止短路事故，在观察各主电路电压时同时只允许用一个探头观察信号。不要两路一起用。六．实验方法 1．触发电路的调试 ①将NMCL—05E面板左上角的“同步电压输入~220V”接交流电源电压输出的 U、V输出端（旧：A1，B1），找出锯齿波触发电路。

②将给定电压Ug（新：NMCL-41；旧：DJK06，注意DJK06的地信号须与NMCL—05E的地信号相连）调至零电压，并将其接入“锯齿波触发电路”中的“Uct”，此时Uct=0V。按下电源启动按钮（即合上主电源），用示波器同时观察“锯齿波触发电路”中“1”和“5”孔电压波形，调节偏移电压电位器RP2，使α=90° 2．断开主电源，将NMCL-33中“脉冲观察及通断控制”处的开关打在“脉冲断”的位置。按图接线。 3．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。短接平波电抗器L，调节电阻负载至最大，合上主电路电源，调节U ct，记录在不同α 角（30°、60°、90°）时整流电路的输出电压U d=f（t）的波形，晶闸管的端电压U VT=f（t）的波形（注意：观察电压波形时需用带衰减探头），并记录相应α时的U d和交流输入电压U2（变压器副边电压）值。若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。 4．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。断开平波电抗器L短接线，观察α=30°时的输出电压U d波形、晶闸管端电压U VT波形及负载电流id波形（id波形可通过观察负载电阻两端的电压获得）注意，负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻RP，但负载电流不能超过0.8A，U ct从零起调。七．实验报告 1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当α=60°，90°时的 U d、U VT波形，并加以分析。 2．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻—电感性负载情况下，当α=90°时的U d、i d、U VT波形，并加以分析。 3．实验心得体会。

单相桥式整流电路课程设计

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)