電氣工程課程設(shè)計(jì)-單相橋式半控整流電路設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-11 05:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路的工作安全。 (2)額定電流 IT(AV) IT(AV)又稱為額定通態(tài)平均電流。其定義是在室溫 40176。和規(guī)定的冷卻條件下，元件在電阻性負(fù)載流過(guò)正弦半波、導(dǎo)通角不小 于 170176。的電路中，結(jié)溫不超過(guò)額定結(jié)溫時(shí)，所允許的最大通態(tài)平均電流值。將此電流按晶閘管標(biāo)準(zhǔn)電流取相近的電流等級(jí)即為晶閘管的額定電流。 ITn ： 額定電流有效值，根據(jù)管子的 IT(AV) 換算出， IT(AV)、 ITM ITn 三者之間的關(guān)系： TMTn ItdtI /)()s i n(Im2/1 0 2 ??? ? ? ??? （ 1） TMAVT IttdI /)(s i nIm2/1 0)( ??? ? ???? ? （ 2） (3)維持電流 IH 維持電流是指晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安。維持電流與結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫越高，維持電流越小，晶閘管越難關(guān)斷。 (4)掣住電流 IL 晶閘管剛從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)并撤除門極觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)要維持元件 導(dǎo)通所需的最小陽(yáng)極電流稱為掣住電流。一般掣住電流比維持電流大（ 2～ 4）倍。 (5)通態(tài)平均管壓降 UT(AV) 。指在規(guī)定的工作溫度條件下，使晶閘管導(dǎo) 通的正 弦波半個(gè)周期內(nèi) 陽(yáng)極與陰極電壓 的平均值，一般在 ～ 。 (6)門極觸發(fā)電流 Ig 。在常溫下，陽(yáng)極電壓為 6V 時(shí)，使晶閘管能完全導(dǎo)通所用 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 5 的門極電流，一般為毫安級(jí)。 (7)斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt。在額定結(jié)溫和門極開(kāi)路的情況下，不會(huì)導(dǎo)致 晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的最大正向電壓上升率。一般為每微秒幾十伏。 (8)通態(tài)電流臨界上升率 di/dt。在規(guī)定條件下，晶閘管能承受的最大通態(tài)電 流上升率。若晶閘管導(dǎo)通時(shí)電流上升太快，則會(huì)在晶閘管剛開(kāi)通時(shí)，有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，從而造成局部過(guò)熱而 損壞晶閘管。 (9)波形系數(shù)：有直流分量的電流波形，其有效值 I 與平均值 dI 之 比稱為該波形的波形系數(shù)，用 Kf表示。 df IIK ? （ 3） 額定狀態(tài)下， 晶閘管的電流波形系數(shù) 2)( ??? ?AVT Tnf I IK （ 4） 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì) 用單節(jié)晶體管構(gòu)成的晶閘管觸 發(fā)電路如圖 2所示。與單節(jié)晶體管構(gòu)成的馳張振蕩電路相比較，電路的振蕩部分相同，同步是通過(guò)對(duì)電源電路的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的。取自主電路的正弦交流電通過(guò)同步變壓器 T1降壓，變?yōu)檩^低的交流電壓，然后經(jīng)過(guò)二極管整流橋變成脈動(dòng)直流。穩(wěn)壓管 VW 和電阻 RW 的作用是削波，脈動(dòng)電壓小于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時(shí)， VW 不導(dǎo)通，其兩端的電壓與整流輸出的電壓值相等；如果脈動(dòng)電壓大雨穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值將使 VW 擊穿其兩端電壓保持穩(wěn)壓值，整流橋輸出電壓高于穩(wěn)壓值的部分降在電阻 RW 上。這樣 VW 兩端的電壓波形接近于一個(gè)梯形波，用這個(gè)電壓取代馳張振蕩電路中的直流電源，起 到同步作用。 由于振蕩電路的電源為梯形波，在主電路正弦波每一半波結(jié)束和開(kāi)始的一段時(shí)間，振蕩電路的電源電壓很小，電路不振蕩，同時(shí)電容電壓釋放到 0。當(dāng)電源電壓接近梯形波的頂部時(shí)，振蕩電路開(kāi)始工作，當(dāng)電容充電使兩端電壓達(dá)到峰點(diǎn)電壓時(shí)，單節(jié)晶體管導(dǎo)通電容放電，放電電流流過(guò) R1與被觸發(fā)晶閘管的門極的并聯(lián)電路形成輸出，為晶閘管提供觸發(fā)脈沖，使晶閘管導(dǎo)通。然后電路進(jìn)入下一振蕩周期，但晶閘管一經(jīng)導(dǎo)通門極就失去控制作用，一個(gè)電源電壓半周中振 蕩電路輸出的脈沖只是第一個(gè)起到觸發(fā)作用后面的脈沖是無(wú)效的。在主電路電壓的半周接近結(jié)束時(shí)，振蕩的路的電源電壓進(jìn)入梯形波的斜邊并迅速下降，振蕩電路停振，同時(shí)電容電壓釋放到零。因此在主電路的每一個(gè)半波中，電容總是從零開(kāi)始充電，保證了觸發(fā)脈沖與主電路電壓同步。 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 6 改變電位器 RP 的數(shù)值可以調(diào)節(jié)輸出脈沖電壓的頻率。但是（ RP＋ R）的阻 值不能太小，否則在單結(jié)晶體管導(dǎo)通之后，電源經(jīng)過(guò) RP 和 R 供給的電流較大，單結(jié)晶體管的電流不能降到谷點(diǎn)電流之下，電容電壓始終大于谷點(diǎn)電壓，因此，單結(jié)晶體管就不能截止，造成單結(jié)晶體管的直通現(xiàn)象。 選用谷點(diǎn)電流大一些的管子，可以減少這種現(xiàn)象。當(dāng)然，（ RP＋ R）的阻值也不能太大，否則充電太慢，使晶閘管的最大導(dǎo)通角受到限制，減小移相范圍。一般（ RP＋ R）是幾千歐到幾十千歐。 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出的脈沖電壓的寬度，主要決定于電容器放大電的時(shí)間常數(shù)。 R1或 C 太小，放電快，觸發(fā)脈沖的寬度小，不能使晶閘管觸發(fā)。因?yàn)榫чl管從阻斷狀態(tài)到完全導(dǎo)通需要一定時(shí)間，一般在 10uf 以下，所以觸發(fā)脈沖的寬度必須在 10uf 以上。如選用 C＝ ~1uF， R1=250~100Ω，就可得到數(shù)十微秒的脈沖寬度。但是，若 C 值太大，由于充 電時(shí)間常數(shù)（ RP+R） C 的最小值決定于最小控制角，則（ RP+R）就必須很小，如上所述，這將引起單結(jié)晶體管的直通現(xiàn)象。如果 R1太大，當(dāng)單結(jié)晶體管尚未導(dǎo)通時(shí)，其漏電流就可能在 R1上產(chǎn)生較大的電壓，這個(gè)電壓加在晶閘管的控制極上而導(dǎo)致誤觸發(fā)。一般規(guī)定，晶閘管的不觸發(fā)電壓為 ~，所以上述電壓不應(yīng)大于這個(gè)數(shù)值。 脈沖電壓的幅度決定于直流電源電壓和單結(jié)晶體管的分壓比。如電源電壓為20V，晶體管的分壓比為 ，則在單結(jié)晶體管導(dǎo)通時(shí)，電容器上的電壓約為 10V，除去管壓降外，可以獲得幅度為 7~8V 的輸出脈沖電壓 。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，輸出脈沖的寬度和幅度都能滿足觸發(fā)晶閘管的要求 。 圖中的電阻 R2是作溫度補(bǔ)償用的。因?yàn)樵?UP＝ UBB＋ UD 的式中，分壓比幾乎不隨溫度而變，而 UD將隨溫度上升而略有下降。這樣， UP就要隨溫度而變 。 電氣工程課程
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