单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计分解.doc

学 号： 0121011360219 课 程 设 计 题 目 单相全控桥式晶闸管整流电路设计 学 院 自动化学院 专 业 自动化专业 班 级 自动化1002班 姓 名 李志强 指导教师 许湘莲 2012 年 12 月 29 日 课程设计任务书 学生姓名： 李志强 专业班级： 自动化1002班 指导教师： 许湘莲 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 初始条件：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载） 1、电源电压：交流220V、50Hz 2、输出功率：1KW 3、移相范围0°~90° 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路； 2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，并给出仿真波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；5、通过答辩。 时间安排：2012.12.24-12.29 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 摘要 本次课程设计只要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。首先对几种典型的整流电路的介绍，从而对比出桥式全控整流的优点，然后对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。主电路中包括电路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件选择，参数设计；保护电路包括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。之后就对整体电路进行Matlab仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。 关键词：单相全控桥、晶闸管、整流 目 录 1 系统方案及主电路设计 1 1.1 整流电路对比 1 1.2 系统流程框图 3 1.3 主电路的设计 3 1.4 整流电路参数计算 5 1.5 晶闸管元件的选择 6 2 驱动电路设计 7 2.1 触发电路简介 7 2.2 触发电路设计要求 7 2.3 集成触发电路TCA789 8 2.3.1 TCA785芯片介绍 8 2.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 12 3 保护电路设计 13 3.1 过电压保护 13 3.2 过电流保护 14 3.3 电流上升率di/dt的抑制 14 3.4 电压上升率du/dt的抑制 15 4 系统MATLAB仿真 16 4.1 MATLAB软件介绍 16 4.2 系统建模与参数设置 16 4.3 系统仿真结果及分析 20 设计体会 24 参考文献 25 1 系统方案及主电路设1.1 整流电路对比 我们知道，单相整流电路形式是各种各样的，可分为单相和单相桥式电路， 图1-1 单相桥式半控整流电路 对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗！如果不加续流二极管，当α突然增大至180°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，会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期为ud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的波形，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 电路简图如图1-2： 图1-2 单相桥式全控整流电路 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，变压器的利用率也高。 方案三：单相半波可控整流电路： 电路简图如图1-3： 图 1-3 单相半波可控整流电路 此电路只需要一个可控器件，电路比较简单，VT的a 移相范围为180(。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，增大了设备的容量。实际上很少应用此种电路。