【正文】 ....................................................................... 7 晶閘管元件選取 .............................................................................................. 8 晶閘管電路對電網(wǎng)及系統(tǒng)功率因數(shù)的影響 .................................................. 9 對電網(wǎng)的影響 ........................................................................................ 9 系統(tǒng)功率因數(shù)分析 .............................................................................. 10 三、驅(qū)動電路設計 ...................................................................................................... 12 觸發(fā)電路簡介 ................................................................................................ 12 觸發(fā)電路設計要求 ........................................................................................ 12 集成觸發(fā)電路 TCA785................................................................................... 13 TCA785 芯片介紹 .............................................................................. 13 TCA785 鋸齒波移相觸發(fā)電路 .......................................................... 17 四、保護電路設計 ...................................................................................................... 18 過電壓保護 .................................................................................................... 18 過電流保護 .................................................................................................... 20 電流上升率 ????/????的抑制 .............................................................................. 21 電壓上升率 ????/????的抑制 ............................................................................. 21 五、系統(tǒng) MATLAB 仿真 ................................................................................................ 22 MATLAB 軟件介紹 ......................................................................................... 22 系統(tǒng)建模與參數(shù)設置 .................................................................................. 22 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 .................................................................................. 25 設計心得 ...................................................................................................................... 30 參考文獻 ...................................................................................................................... 30 附錄 主電路圖與觸發(fā)電路圖 .................................................................................... 31 4 一、 設計題目與要求 單相全控橋式晶閘管整流電路的設計（反電勢、電阻負載） 1. 設計條件： 1) 電源電壓：交流 100V/50Hz 2) 輸出功率： 1KW 3) 移相范圍 ： 30o150o 4) 反電勢： E=70V ： 1) 主電路設計（包括整流元件定額的選擇和計算等） ,討論晶閘管電路對電網(wǎng)及系統(tǒng)功率因數(shù)的影響。主電路中包括電路參數(shù)的計算，器件的選型；觸發(fā)電路中包括器件選擇，參數(shù)設計；保護電路包括過電壓保護，過電流保護，電壓上升率抑制，電流上升率抑制。 本次課 程設計主 要是對單相全控橋式晶閘管整流電路的研究。整流的基礎是整流電路。這個方法中，整流是最基礎的一步。電力網(wǎng)供給用戶的是交流電，而在許多場合，例如電解、蓄電池的充電、直流電動機等，需要用直流電。 隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展人們對電路的要求也越來越高 ,由于在生產(chǎn)實際中需要大小可調(diào)的直流電源 ,而相控整流電路結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、性能穩(wěn)定 ,利用它可以方便地得到大中、小各種容量的直流電能 ,是目前獲得直流電能的主要方法 ,得到了廣泛應用。它既是電子學在強電 (高電壓、大電流 )或電工領域的一個分支，又是電工學在弱電 (低電壓、小電流 )或電子領域的一個分支，或者說是強弱電相結(jié)合的新科學。 中南大學 電力電子技術(shù) 課程設計 報告 班級 : 學號 : 姓名 : 指導老師 : 2 前言 電力電子學 ,又稱功率電子學 (Power Electronics)。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構(gòu)成的各式各樣的電路或裝置，以完成對電能的變換和控制。電力電子學是橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個領域的一個新興工程技術(shù)學科。在電能的生產(chǎn)和傳輸上，目前是以交流電為主。要得到直流電，除了直流發(fā)電機外，最普遍應用的是利用各種半導體元件產(chǎn)生直流電。整流，即利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷逊较蚝痛笮〗蛔兊碾娏髯儞Q為直流電。 由于電力電子技術(shù)是將電子技術(shù)和控制技術(shù)引入傳統(tǒng)的電力技術(shù)領域，利用半導體電力開關(guān)器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能和變換和控制，而構(gòu)成的一門完整的學科。首先 是 對單相全控橋式晶閘管整流電路的整體設計，包括主電路，觸發(fā)電路，保護電路。之后就對整體電路進行 Matlab 仿真，最后對仿真結(jié)果進行分析與總結(jié)。 2) 觸發(fā)電路設計：觸發(fā)電路選型（可使用集成觸發(fā)器），同步信號的產(chǎn)生 。 4) 利用仿真軟件分析電路的工作過程。晶閘管導通時， ud = u2， id = ud?ER ,晶閘管關(guān)斷時， ud = E。 δ = arcsin E√2U2 若 α ?時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負電壓，不可能導通。這樣，相當于觸發(fā)角被推遲，即 α=?。 外形有螺栓型和平板型兩種封裝，引出陽極 A、陰極 K 和門極（控制端） G三個聯(lián)接端，對于螺栓型封裝，通常螺栓是其陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝6 方便，平板型封裝的晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間。其工作過程如下： UGK0→ 產(chǎn)生 IG→V2 通 → 產(chǎn)生 IC2→V1 通 →IC1↗→IC2↗→ 出現(xiàn)強烈的正反饋， G極失去控制作用， V1 和 V2 完全飽和， SCR 飽和導通。 圖 24 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 工作原理 晶閘管基本工作特性歸納： 承受反向電壓時 (UAK 0)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通；承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通 (即 UAK 0，IGK 0 才能開通 )。 整流電路參數(shù)計