单相全桥式整流电路课程设计.docVIP

目 录 1 主电路的设计 1 1.1电路的组成及工作原理 1 1.2元器件的选择 3 1.3整流变压器额定参数计算 3 1.4 设计结果分析 4 2 驱动电路的设计 6 2.1典型全控型器件的驱动电路 6 3 电力电子器件的保护 7 3.1 过电压的产生及过电压保护 7 3.2 过电流保护 7 4 设计总结 9 参考文献 10 致 谢 11 附录 元器件清单 12 1 主电路的设计 1.1电路的组成及工作原理 （1）电路组成：该电路为单相桥式全控整流电路，由变压器﹑四个晶闸管﹑电感及电阻组成，如图1.1（a）所示。 2）工作原理:假设电路已经工作在稳定状态， 假设 ，负载电流连续，近似为一平直的直线。 电源电压的正半周，在α=时，触发晶闸管VT1、VT4导通，负载上的电压和电源电压相同。但由于电感的平波作用，电流不能突变，因此电流波形平稳近似一条直线。 当交流电压正半周过零开始変负时，由于L的作用，产生感应电动势UL,阻止电流下降，极性为下负上正，只要UL在数值上大于电源负电压，已导通的VT1、VT4管仍受正压而继续导通，此时负载两端出现负电压。直到电源负半周时刻触发VT2、VT3管导通，VT1、VT4才会受反压关断，负载电流改由VT2、VT3导通回路供应。因此每个晶闸管始终导通180°，晶闸管电流为180°底宽、高度为Id的矩形波，在晶闸管的触发时刻换流。变压器二次电流为正负对称的矩形波，无直流分量。 3）主要参数关系 ① 输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id （1-1） （1-2） ② 晶闸管的电流平均值和有效值 （1-3） （1-4） ③（输出电流有效值I和变压器二次电流有效值 （1-5） ④ 晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为 （a） 图1.1阻感性负载电路（ａ）工作波形（b）=0o计算 由Ud=0.9U2得 U2==111V 取150V U =（2～3）Ut=（2～3）U2=（2～3）150V=735～1102 V （1-6） 取U为1000V 当=1时， 晶闸管额定电流===0.64A （1-7） 考虑2倍裕量：取1.28A 1.3整流变压器额定参数计算 在很多情况下晶闸管整流装置所要求的交流供电电压与电网往往不能一致，同时又为了减少电网与整流装置的相互干扰，使整流主电路与电网隔离，为此需要配置整流变压器。整流变压器根据主电路的型式、负载额定电压和额定电流，算出整流变压器二次相电压U2、一次与二次额定电流以及容量。 由于整流变压器二次与一次电流都不是正弦波，因而存在着一定的谐波电流，引起漏抗增大，外特性变软以及损耗增大，所以在设计或选用整流变压器时，应考虑这些因素。 （1）二次相电压U2 平时我们在计算U2是在理想条件下进行的，但实际上许多影响是不可忽略的。如电网电压波动、管子本身的压降以及整流变压器等效内阻造成的压降等。所以设计时U2应按下式计算： U2=　　——负载的额定电压； ——整流元件的正向导通压降，一般取1V； ——电流回路所经过的整流元件（VT及VD）的个数（如桥式=2，半波电路=1）； A——理想情况下=0o时U与U2的比值，查表可知； ——电网电压波动系数，一般取0； ——最少移相角，在自动控制系统中总希望U2值留有调节余量，对于可逆直流调速系统取30o~35o，不可逆直流调速系统取10o～ 15o； C——线路接线方式系数，查表单相桥式C取0V； U——变压器阻抗电压比，100KV以及取U=0.05，100KVA以上取U=0.05～0.1； ——二次侧允许的最大电流与额定电流之比。 对于一般的中小容量整流调压装置，其U2值也可以用以下公式估算：