【正文】 管觸發(fā)的單相晶閘管全控整流電路這一課題作為這一課程的課程設(shè)計(jì)的課題。這種整流電路稱為高功率因素整流器，它具有廣泛的應(yīng)用前景由于電力電子技術(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(lǐng)域，利用半導(dǎo)體電力開關(guān)器件組成各種電力變換電路實(shí)現(xiàn)電能和變換和控制，而構(gòu)成的一門完整的學(xué)科。把逆變電路中的 SPWM 控制技術(shù)用于整流電路，就構(gòu)成了 PWM 整流電路。臨沂大學(xué)課 題: 單相橋式整流電路的設(shè)計(jì)專 業(yè): 電氣自動(dòng)化班 級(jí): 電氣 0601 班姓 名: 陳 澍學(xué) 號(hào)： 401060704指導(dǎo)老師： 肖 文 英 前 言隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,人們對(duì)電路的要求也越來(lái)越高,由于在生產(chǎn)實(shí)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(jiǎn)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(yīng)用。但是晶雜管相控整流電路中隨著觸發(fā)角 α 的增大，電流中諧波分量相應(yīng)增大，因此功率因素很低。通過(guò)對(duì) PWM 整流電路的適當(dāng)控制，可以使其輸入電流非常接近正弦波，且和輸入電壓同相位，功率因素近似為1。故其學(xué)習(xí)方法與電子技術(shù)和控制技術(shù)有很多相似之處，因此要學(xué)好這門課就必須做好實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，因而我們進(jìn)行了此次課程設(shè)計(jì)。目 錄1. 設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明…………………………………………………………1.2. 方案選擇………………………………………………………………2 器件的介紹………………………………………………………2 整流電路的比較…………………………………………………53. 輔助電路的設(shè)計(jì)………………………………………………………7 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)……………………………………………7 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)……………………………………………11 過(guò)壓保護(hù)……………………………………………………12 電流上升率、電壓上升率的抑制保護(hù)……………………134. 主體電路的設(shè)計(jì)………………………………………………………14 主要電路原理及說(shuō)明……………………………………………14 感性負(fù)載可控整流電路…………………………………………15 主電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………17 主要元器件的說(shuō)明………………………………………………18 性能指標(biāo)分析……………………………………………………20 元器件清單………………………………………………………205. 設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………226. 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………237. 鳴謝…………………………………………………………………24： （1）設(shè)計(jì)任務(wù)： 進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較，并選定設(shè)計(jì)方案； 完成單元電路的設(shè)計(jì)和主要元器件說(shuō)明； 完成主電路的原理分析,各主要元器件的選擇； 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì),保護(hù)電路的設(shè)計(jì)； （2）設(shè)計(jì)要求： 單相橋式相控整流的設(shè)計(jì)要求為： 1).負(fù)載為感性負(fù)載,L=700mH,R=500 歐姆. 技術(shù)要求: (1). 電網(wǎng)供電電壓為單相 220V； (2). 電網(wǎng)電壓波動(dòng)為+5%－10%； (3). 輸出電壓為 0～100V. 2. 方案的選擇 單相橋式整流電路可分為單相橋式相控整流電路和單相橋式半控整流電路，它們所連接的負(fù)載性質(zhì)不同就會(huì)有不同的特點(diǎn)。 單相半控整流電路的優(yōu)點(diǎn)是：線路簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。而單相全控式整流電路具有輸出電流脈動(dòng)小，功率因數(shù)高，變壓器二次電流為兩個(gè)等大反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點(diǎn)。單相半波相控整流電路因其性能較差，實(shí)際中很少采用，在中小功率場(chǎng)合采用更多的是單相全控橋式整流電路。 晶閘管的介紹晶管又稱為晶體閘流管，可控硅整流（Silicon Controlled RectifierSCR） ，開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時(shí)代。能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，以被廣泛應(yīng)用于相控整流、逆變、交流調(diào)壓、直流變換等領(lǐng)域，成為功率低頻（200Hz 以下）裝置中的主要器件。廣義上講，晶閘管還包括其許多類型的派生器件 晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是大功率器件，工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，因此必須安裝散熱器。 　 對(duì)于螺栓型封裝，通常螺栓是其陽(yáng)極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便 平板型封裝的晶閘管可由兩個(gè)散熱器將其夾在中間內(nèi)部結(jié)構(gòu):四層三個(gè)結(jié)如圖 晶閘管的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電氣圖形符號(hào)和模塊外形a)晶閘管外形 b)內(nèi)部結(jié)構(gòu) c)電氣圖形符號(hào) d)模塊外形 晶閘管的工作原理圖晶閘管由四層半導(dǎo)體（P N P N 2）組成，形成三個(gè)結(jié) J1（P 1N1） 、J2（N 1P2） 、J 3（P 2N2） ，并分別從 PP N 2 引入 A、G 、K 三個(gè)電極，如圖(左)所示。圖 晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和等效電路晶閘管的驅(qū)動(dòng)過(guò)程更多的是稱為觸發(fā)，產(chǎn)生注入門極的觸發(fā)電流Ｉ Ｇ 的電路稱為門極觸發(fā)電路?！?其他幾種可能導(dǎo)通的情況：1）陽(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng)2）陽(yáng)極電壓上升率 du/dt 過(guò)高3）結(jié)溫較高4）光直接照射硅片，即光觸發(fā)：光控晶閘管只有門極觸發(fā)是最精確、迅速而可靠的控制手段。它具有普通晶閘管的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，如耐壓高，電流大等。 可關(guān)斷晶閘管的結(jié)構(gòu)GTO 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通晶閘管相同，都是 PNPN 四層結(jié)構(gòu)，外部引出陽(yáng)極Ａ、陰極Ｋ和門極Ｇ如圖 。 GTO 的結(jié)構(gòu)、等效電路和圖形符號(hào) 可關(guān)斷晶閘管的工作原理GTO 的導(dǎo)通機(jī)理與 SCR 是完全一樣的。 GTO 在關(guān)斷機(jī)理上與 SCR 是不同的。 晶閘管的派生器件在晶閘管的家族中，除了最常用的普通型晶閘管之外，根據(jù)不同的的實(shí)際需要，珩生出了一系列的派生器件，主要有快速晶閘管（FST） 、雙向晶閘管（TRIAL） 、可關(guān)斷晶閘管（GTO） 、逆導(dǎo)晶閘管、 （RCT ）和光控晶閘管。因此在做設(shè)計(jì)之前我們主要考慮了以下幾種方案：方案一：?jiǎn)蜗鄻蚴桨肟卣麟娐冯娐泛?jiǎn)圖如下： 圖 對(duì)每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，相對(duì)于全控橋而言少了一個(gè)控制器件，用二極管代替，有利于降低損耗！如果不加續(xù)流二極管，當(dāng) α 突然增大至 180176。所以必須加續(xù)流二極管，以免發(fā)生失控現(xiàn)象。變壓器二次繞組中，正負(fù)兩個(gè)半周電流方向相反且波形對(duì)稱，平均值為零，即直流分量為零，不存在變