课程设计_单相桥式整流电路word文档（定稿）

过了后，发射极与第基极间半导体内载流子达到了饱和状态，所以继续增加时，便缓慢上升，显然是维持单结晶体管导通最小发射极电压，如果，管子重新截止。

单结晶体管主要参数基极间电阻发射极开路时，基极，之间电阻，般为千欧，其数值随温度上升而增大。

分压比η由管子内部结构决定参数，般为。

间反向电压开路，在额定反向电压下，基极与发射极之间反向耐压。

反向电流开路，在额定反向电压下，晶闸管可关断晶闸管简称。

它具有普通晶闸管全部优点，如耐压高，电流大等。

同时它又是全控型器件，即在门极正脉冲电流触发下导通，在负脉冲电流触发下关断。

可关断晶闸管结构内部结构与普通晶闸管相同，都是四层结构，外部引出阳极阴极和门极如图。

和普通晶闸管不同，是种多元胞功率集成器件，内部包含十个甚至数百个共阳极小元胞，这些元胞阴极和门极在器件内部并联在起，使器件功率可以到达相当大数值。

结构等效电路和图形符号可关断晶闸管工作原理导通机理与是完全样。

旦导通之后，门极信号是可以撤除，在制作时采用特殊工艺使管子导通后处于临界饱和，而不像普通晶闸管那样处于深饱和状态，这样可以用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。

在关断机理上与是不同。

门极加负脉冲即从门极抽出电流即抽出饱和导通时储存大量载流子，强烈正反馈使器件退出饱和而关断。

晶闸管派生器件在晶闸管家族中，除了最常用普通型晶闸管之外，根据不同实际需要，珩生出了系列派生器件，主要有快速晶闸管双向晶闸管可关断晶闸管逆导晶闸管和光控晶闸管。

整流电路我们知道，单相整流器电路形式是各种各样，整流结构也是比较多。

因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案方案单相桥式半控整流电路电路简图如下图对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗，如果不加续流二极管，当突然增大至或出发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，会发生个晶闸管导通而两个二极管轮流导通情况，这使成为正弦半波，即半周期为正弦，另外半周期为为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时波形，即为失控。

所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。

方案二单相桥式全控整流电路电路简图如下图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，变压器利用率也高。

方案三单相半波可控整流电路电路简图如下图此电路只需要个可控器件，电路比较简单，移相范围为。

但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。

为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备容量。

实际上很少应用此种电路。

方案四单相全波可控整流电路电路简图如下图此电路变压器是带中心抽头，结构比较复杂，只要用个可控器件，单相全波只用个晶闸管，比单相全控桥少个，因此少了个管压降，相应地，门极驱动电路也少个，但是晶闸管承受最大电压是单相全控桥倍。

不存在直流磁化问题，适用于输出低压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半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高优点。

相同负载下流过晶闸管平单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路倍，在均电流减小半且功率因数提高了半。

根据以上比较分析因此选择方案为单相全控桥式整流电路负载为阻感性负载。

综上所述，针对他们优缺点，我们采用方案二，即单相桥式全控整流电路。

驱动电路设计驱动电路设计触发电路论证与选择单结晶体管工作原理单结晶体管原理单结晶体管简称又称基极二极管，它是种只有结和两个电阻接触电极半导体器件，它基片为条状高阻型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极和。

在硅片中间略偏侧用合金法制作个区作为发射极。

其结构，符号和等效电如图所示。

图单结晶体管特性从图可以看出，两基极和之间电阻称为基极电阻。

式中第基极与发射结之间电阻，其数值随发射极电流而变化，为第二基极与发射结之间电阻，其数值与无关发射结是结，与二极管等效。

若在两面三刀基极，间加上正电压，则点电压为η式中η称为分压比，其值般在之间，如果发射极电压由零逐渐增加，就可测得单结晶体管伏安特性，见图二图单结晶体管伏安特性当η时，发射结处于反向偏置，管子截止，发射极只有很小漏电流。

当η为二极管正向压降约为，结正向导通，显著增加，阻值迅速减小，相应下降，这种电压随电流增加反而下降特性，称为负阻特性。

管子由截止区进入负阻区临界称为峰点，与其对应发射极电压和电流，分别称为峰点电压和峰点电流。

是正向漏电流，它是使单结晶体管导通所需最小电流，显然η。

随着发射极电流不断上升，不断下降，降到点后，不再下降了，这点称为谷点，与其对应发射极电压和电流，称为谷点电压和谷点电流。

过了后，发射极与第基极间半导体内载流子达到了饱和状态，所以继续增加时，便缓慢上升，显然是维持单结晶体管导通最小发射极电压，如果，管子重新截止。

单结晶体管主要参数基极间电阻发射极开路时，基极，之间电阻，般为千欧，其数值随温度上升而增大。

分压比η由管子内部结构决定参数，般为。

间反向电压开路，在额定反向电压下，基极与发射极之间反向耐压。

反向电流开路，在额定反向电压下，常工作峰值电压倍，以保证电路工作安全。

晶闸管额定电压，工作电路中加在管子上最大瞬时电压额定电流又称为额定通态平均电流。

其定义是在室温和规定冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波导通角不小于电路中，结温不超过额定结温时，所允许最大通态平均电流值。

将此电流按晶闸管标准电流取相近电流等级即为晶闸管额定电流。

要注意是若晶闸管导通时间远小于正弦波半个周期，即使正向电流值没超过额定值，但峰值电流将非常大，可能会超过管子所能提供极限，使管子由于过热而损坏。

在实际使用时不论流过管子电流波形如何导通角多大，只要其最大电流有效值，散热冷却符合规定，则晶闸管发热温升就能限制在允许范围。

额定电流有效值，根据管子换算出，三者之间关系波形系数有直流分量电流波形，其有效值与平均值之比称为该波形波形系数，用表示。

额定状态下，晶闸管电流波形系数晶闸管承受最大电压为考虑到倍裕量，取晶闸管选择原则Ⅰ所选晶闸管电流有效值大于元件在电路中可能流过最大电流有效值。

Ⅱ选择时考虑倍安全余量。

即因为，则晶闸管额定电流为输出电流有效值为最小值，所以该额定电流也为最小值考虑到倍裕量，取即晶闸管额定电流至少应大于在本次设计中我选用个晶闸管Ⅲ若散热条件不符合规定要求时，则元件额定电流应降低使用。

通态平均管压降。

指在规定工作温度条件下，使晶闸管导通正弦波半个周期内阳极与阴极电压平均值，般在。

④维持电流。

指在常温门极开路时，晶闸管从较大通态电流降到刚好能保持通态所需要最小通态电流。

般值从几十到几百毫安，由晶闸管电流容量大小而定。

门极触发电流。

在常温下，阳极电压为时，使晶闸管能完全导通所需门极电流，般为毫安级。

断态电压临界上升率。

在额定结温和门极开路情况下，不会导致晶闸管从断态到通态转换最大正向电压上升率。

般为每微秒几十伏。

通态电流临界上升率。

在规定条件下，晶闸管能承受最大通态电流上升率。

若晶闸管导通时电流上升太快，则会在晶闸管刚开通时，有很大电流集中在门极附近小区域内，从而造成局部过热而损坏晶闸管。

变压器选取根据参数计算可知变压器应选变比为，容量至少为。

性能指标分析整流电路性能常用两个技术指标来衡量个是反映转换关系用整流输出电压平均值表示另个是反映输出直流电压平滑程度，称为纹波系数。

整流输出电压平均值纹波系数纹波系数用来表示直流输出电压中相对纹波电压大小，即元器件清单元器件备注数量整流变压器变比为，容量至少为个晶闸管个电阻其中主电路负载电阻最大为，若干个电感主电路负载个电位器个二极管个同步变压器个芯片块熔断器熔断电流为个电容若干个脉冲变压器个设计总结通过单相全控桥式整流电路设计，使我加深了对整流电路理解，让我对电力电子该课程产生了浓烈兴趣。

整流电路设计方法多种多样，且根据负载不同，又可以设计出很多不同电路。

其中单相全控桥式整流电路其负载我们用多主要是电阻型带大电感型，接反电动势型。

它们各自有自己优点。

对于个电路设计，首先应该对它理论知识很了解，这样才能设计出性能好电路。

整流电路中，开关器件选择和触发电路选择是最关键，开关器件和触发电路选择好，对整流电路性能指标影响很大。

在这次课程设计过程中，碰到难题就是保护电路设计。

因为保护电路种类较多，因此要选择个适合本课题保护电路就比较难。

后来经老师，还有同学帮助，选择了个较好保护电路。

感谢在这次课程设计过程中帮助我老师和同学。

参考文献浣喜明姚为正电力电子技术高等教育出版社黄俊半导体变流技术机械工业出版社莫正康半导体变流技术机械工业出版社型电力电子技术及电机控制实验指导书版鸣谢本课程设计在制作过程中得到了肖文英老师细心指导及许多同学热心帮助，并提出了许多中恳意见，在此表示衷心感谢。

本课程设计说明书在编写过程中参考了许多有关图书电力电子课件和课程设计资料，并引用了有关章节内容，在此表示感谢。

晶闸管可关断晶闸管简称。

它具有普通晶闸管全部优点，如耐压高，电流大等。

同时它又是全控型器件，即在门极正脉冲电流触发下导通，在负脉冲电流触发下关断。

可关断晶闸管结构内部结构与普通晶闸管相同，都是四层结构，外部引出阳极阴极和门极如图。

和普通晶闸管不同，是种多元胞功率集成器件，内部包含十个甚至数百个共阳极小元胞，这些元胞阴极和门极在器件内部并联在起，使器件功率可以到达相当大数值。

结构等效电路和图形符号可关断晶闸管工作原理导通机理与是完全样。

旦导通之后，门极信号是可以撤除，在制作时采用特殊工艺使管子导通后处于临界饱和，而不像普通晶闸管那样处于深饱和状态，这样可以用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。

在关断机理上与是不同。

门极加负脉冲即从门极抽出电流即抽出饱和导通时储存大量载流子，强烈正反馈使器件退出前言随着科学技术日益发展，人们对电路要求也越来越高，由于在生产实际中需要大小可调直流电源，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直流电能，是目前获得直流电能主要方法，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。

把逆变电路中控制技术用于整流电路，就构成了整流电路。

通过对整流电路适当控制，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。

这种整流电路称为高功率因素整流器，它具有广泛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电力技术领