毕业（设计）论文_电力电子技术课程设计单相桥式可控整流电路的设计.docVIP

电力电子变流技术课程设计报告 课题一?单相桥式可控整流电路的设计 姓 名 学 号 年 级 专 业 学 院 2105年 12 月15日 目录 一、设计目的 3 二、设计任务 3 1.设计的任务 3 2.设计指标内容及要求 3 三、设计方案选择及论证 3 四、总体电路设计 4 1.总体电路的功能框图 4 2.电路组成 4 3.工作原理 5 4.主要参数关系 5 五、各功能模块电路设计 5 1.各功能模块的设计 5 1.1 驱动电路的设计 5 1.2 电力电子器件的保护 6 2、整流电路参数的计算 7 3.元器件的选择 8 3.1晶闸管（SCR）的介绍 8 3.2晶闸管的工作原理 8 3.3晶闸管基本工作特性归纳 9 3.4晶闸管的主要参数如下 9 3.5晶闸管的选取 10 六、总体电路 10 1.总体电路原理图 10 1.2 工作原理 11 七、总结 11 1.系统调试及结果 11 1.1建模 11 1.2模型参数设置 12 2.仿真结果与分析 14 1.3小结 16 3、收获与体会 16 八、参考文献 16 一、设计目的 单相桥式整流电路是整流电路中的一种，由于其优点明显，实用性强，在大、中、小型各种实际电路中都有十分广泛的应用。 2.电路组成 该电路为单相桥式全控整流电路，由变压器﹑四个晶闸管﹑电感及电阻组成。 图1 阻感性负载电路（ａ）工作波形（b） ，负载电流连续，近似为一平直的直线。 电源电压的正半周，在α=时，触发晶闸管VT1、VT4导通，负载上的电压和电源电压相同。但由于电感的平波作用，电流不能突变，因此电流波形平稳近似一条直线。 当交流电压正半周过零开始変负时，由于L的作用，产生感应电动势UL,阻止电流下降，极性为下负上正，只要UL在数值上大于电源负电压，已导通的VT1、VT4管仍受正压而继续导通，此时负载两端出现负电压。直到电源负半周时刻触发VT2、VT3管导通，VT1、VT4才会受反压关断，负载电流改由VT2、VT3导通回路供应。因此每个晶闸管始终导通180°，晶闸管电流为180°底宽、高度为Id的矩形波，在晶闸管的触发时刻换流。变压器二次电流为正负对称的矩形波，无直流分量。 4.主要参数关系 ① 输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id ② 晶闸管的电流平均值和有效值 ③（输出电流有效值I和变压器二次电流有效值 ④ 晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为 五、各功能模块电路设计 1.各功能模块的设计 1.1 驱动电路的设计 GTO是电流驱动型器件。它的导通控制与普通晶闸管相似，但对触发前沿的幅值和陡度要求较高，且一般需要在整个导通期间施加正向门极电流。要使GTO关断则需施加反向门极电流，对其幅值和陡度的要求则更高，幅值需达到阳极电流的1/3左右，陡度需达50A/s，其中强负脉冲宽度约30s，负脉冲总宽度100s，关断后还需在门极-阴极间施加约5V的负偏压，以提高器件的抗干扰能力。 GTO一般用于大容量电流的场合，其驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直流耦合式两种类型。直流耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄生振荡，可以得到较陡的脉冲前沿，因此目前应用较为广泛，其缺点是功耗大，效率低。直流耦合式GTO驱动电路的电源由高频电源经二极管整流后得到，二极管VD1和电容C1提供+5V电压，VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路，提供+15V电压，VD4和电容C4提供-15V电压。场效应晶体管V1开通时，输出正强脉冲；V2开通时，输出正脉冲平顶部分；V2关断而V3开通时输出负脉冲；V3关断后电阻R3和R4提供门极负偏压。 1.2 电力电子器件的保护 在电力电子器件电路中，除了电力电子器件参数要选择合适，驱动电路设计良好外，采用合适的过电压保护，过电流保护，du/dt保护和di/dt保护也是必不可少的。 1.2.1 过电压的产生及过电压保护 电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压两类。 (1)外因过电压　主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因，包括： 操作过电压：由分闸，合闸等开关操作引起的过电压，电网侧的操作过电压会由供电变压器电磁感应耦合，或由变压器绕组之间的存在的分布电容静电感应耦合过来。雷击过电压：由雷击引起的过电压。 (2)内因过电压　主要来自电力电子装置内部器件的开关过程，包括以下几个部分。 换相过电压：由于晶闸管或者与全控型器件反并联的续流二极管在