【正文】 閘管整流電路進行分析。 電力電子技術課程中的整流電路整流電路按組成的器件不同，可分為不可控、半控與全控三種，利用晶閘管半導體器件構成的主要有半控和全控整流電路；按電路接線方式可分為橋式和零式整流電路；按交流輸入相數(shù)又可分為單相、多相（主要是三相）整流電路。在電力電子技術中，可控整流電路是非常重要的內容，整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?，其應用非常廣泛。它包括了晶閘管的結構和分類、晶閘管的過電壓和過電流保護方法、可控整流電路、晶閘管有源逆變電路、晶閘管無源逆變電路、PWM控制技術、交流調壓、直流斬波以及變頻電路的工作原理。本課程體現(xiàn)了弱電對強電的控制，又具有很強的實踐性。與此相對，MOS控制晶閘管（MCT）和集成門極換流晶閘管（IGCT）復合了MOSFET和GTO。在80年代后期，以絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）為表的復合型器件異軍突起。70年代后期，以門極可關斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）和電力場效應晶體管（PowerMOSFET）為代表的全控型器件迅速發(fā)展。晶閘管的關斷通常依靠電網(wǎng)電壓等外部條件來實現(xiàn)。晶閘管是通過對門極的控制能夠使其導通而不能使其關斷的器件，屬于半控型器件。并且，其應用范圍也迅速擴大。目 錄第1章 緒 論 1 電力電子技術的發(fā)展 2 電力電子技術的應用 2 電力電子技術課程中的整流電路 3第2章 系統(tǒng)方案及主電路設計 4 方案的選擇 4 系統(tǒng)流程框圖 5 主電路的設計 6 整流電路參數(shù)計算 8 晶閘管元件的選擇 9第3章 驅動電路設計 11 觸發(fā)電路簡介 11 觸發(fā)電路設計要求 11 集成觸發(fā)電路TCA789 12 TCA785芯片介紹 12 TCA785鋸齒波移相觸發(fā)電路 15第4章 保護電路設計 17 過電壓保護 17 過電流保護 18 電流上升率di/dt的抑制 18 電壓上升率du/dt的抑制 18第5章 系統(tǒng)MATLAB仿真 20 MATLAB軟件介紹 20 系統(tǒng)建模與參數(shù)設置 20 系統(tǒng)仿真結果及分析 23設計體會 28參考文獻 29附錄A 系統(tǒng)電路圖 30附錄B 元器件清單 31第1章 緒 論 電力電子技術的發(fā)展 晶閘管出現(xiàn)前的時期可稱為電力電子技術的史前期或黎明時期。晶閘管由于其優(yōu)越的電氣性能和控制性能，使之很快就取代了水銀整流器和旋轉變流機組。電力電子技術的概念和基礎就是由于晶閘管及晶閘管變流技術的發(fā)展而確立的。對晶閘管電路的控制方式主要是相位控制式，簡稱相控方式。這就使得晶閘管的應用受到了很大的局限。全控型器件的特點是，通過對門極（基極、柵極）的控制既可使其開通又可使其關斷。它是MOSFET和BJT的復合，綜合了兩者的優(yōu)點。 電力電子技術的應用電力電子技術是一門新興技術，它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而成的，在電氣自動化專業(yè)中已成為一門專業(yè)基礎性強且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的不可缺少的專業(yè)基礎課。能夠理論聯(lián)系實際，在培養(yǎng)自動化專業(yè)人才中占有重要地位。工業(yè)中大量應用的各種直流電動機的調速均采用電力電子裝置；電氣化鐵道（電氣機車、磁懸浮列車等）、電動汽車、飛機、船舶、電梯等交通運輸工具中也廣泛采用整流電力電子技術；各種電子裝置如通信設備中的程控交換機所用的直流電源、大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源都可以利用整流電路構成的直流電源供電，可以說有電源的地方就有電力電子技術的設備。正是因為整流電路有著如此廣泛的應用，因此整流電路的研究無論在是從經(jīng)濟角度，還是從科學研究角度上來講都是很有價值的。第2章 系統(tǒng)方案及主電路設計 方案的選擇我們知道，單相整流電路形式是各種各樣的，可分為單相橋式相控整流電路和單相橋式半控整流電路，整流的結構也是比較多的。或出發(fā)脈沖丟失時，由于電感儲能不經(jīng)變壓器二次繞組釋放，只是消耗在負載電阻上，會發(fā)生一個晶閘管導通而兩個二極管輪流導通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期為ud為零，其平均值保持穩(wěn)定，相當于單相半波不可控整流電路時的波形，即為失控。方案二：單相橋式全控整流電路電路簡圖如下：圖22 單相橋式全控整流電路 此電路對每個導電回路進行控制，無須用續(xù)流二極管，也不會失控現(xiàn)象，負載形式多樣，整流效果好，波形平穩(wěn)，應用廣泛。 方案三：單相半波可控整流電路：電路簡圖如下： 圖 23 單相半波可控整流電路 此電路只需要一個可控器件，電路比較簡單，VT的a 移相范圍為180176。為使變壓器鐵心不飽和，需增大鐵心截面積，增大了設備的容量。 方案四：單相全波可控整流電路：電路簡圖如下：圖 24 單相全波可控整流電路此電路變壓器是帶中心抽頭的，結構比較復雜，只要用2個可控器件，單相全波只用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，因此少了一個管壓降，相應地，門極驅動電路也少2個，但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的2倍。而單相全控式整流電路具有輸出電流脈動小，功率因數(shù)高，變壓器二次電流為兩個等大反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點。 綜上所述，針對他們的優(yōu)缺點，我們采用方案二，即單相橋式全控整流電路。整流電路主要由驅動電路、保護電路和整流主電路組成。輸入過電流保護整流主電路過電壓保護驅動觸發(fā)電路輸出圖25 系統(tǒng)流程框圖 主電路的設計圖26 主電路原理圖圖27 主電路工作波形圖 電路如圖26和圖27所示。(1) 工作原理 在電源電壓正半周期間，VTVT2承受正向電壓，若在時觸發(fā)，VTVT2導通，電流經(jīng)VT負載、VT2和T二次側形成回路，但由于大電感的存在，過零變負時，電感上的感應電動勢使VTVT2繼續(xù)導通，直到VT