单相全波整流电路的设计电力电子 .pdfVIP

单相全波整流电路的设计

摘要

随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大

小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地

得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。

但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大，电流中谐波分量相应增大，因此功率

因素很低。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就构成了PWM整流电路。

通过对PWM整流电路的适当控制，可以使其输入电流非常接近正弦波，且和输入电压

同相位，功率因素近似为1。这种整流电路称为高功率因素整流器，它具有广泛的应用

前景。

电力电子器件是电力电子技术发展的基础。正是大功率晶闸管的发明，使得半导体

变流技术从电子学中分离出来，发展成为电力电子技术这一专门的学科。而二十世纪九

十年代各种全控型大功率半导体器件的发明，进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的

领域和X围。电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门，包括钢铁、冶

金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。功率X围大到几千兆瓦的高

压直流输电，小到一瓦的手机充电器，电力电子技术随处可见。

关键词：电力电子，整流电路

目录

1设计任务3

1.1设计目的3

1.2设计内容3

1.3设计要求3

2设计内容4

2.1基本原理介绍4

2.2电路设计的经济性论证5

2.3主电路设计5

2.3.1触发电路5

2.3.2形成与脉冲放大环节7

2.3.2锯齿波形成与脉冲移相环节7

2.3.3驱动电路8

2.3.4保护电路8

3参数设定10

3.1180°调压10

3.2移相调压13

4参数计算错误!未定义书签。

4.1计算公式15

4.2参数选择：16

4.3计算：T=1/f=1/50=0.02s16

5仿真17

5.1触发角为30度17

5.2触发角为90度18

5.3触发角为120度19

6波形分析20

心得体会21

参考文献22

1设计任务

1.1设计目的

电力电子技术课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提

高。因此，要求同学能综合应用所学知识，设计出具有电压可调功能的直流电源系统，

能够较全面的巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌控整流电路分

析的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结

及撰写技术报告的能力。

1.2设计内容

在充分理解单相全波整流电路工作原理的基础上，设计出单相全波整流电路带电阻

负载、阻感负载时的电路原理图，使用PSIM软件对所设计的电路带不同负载的情况下

晶闸管取三个不同的触发角（要求α＞90°，=90°和＜90°各取一个角度）进行仿真，分

别获得Ud、Id、UVT、IVT、I2波形，并对所给出的角度计算上述数值。

1.3设计要求

1）设计出合理的整流电路图。

2）选择不同触发角度，仿真出波形并作计算。

3）给出详细的仿真过程描述和详细的计算步骤和过程。

2设计内容

2.1基本原理介绍

单相全波整流电路如图2-1所示，图中Tr为电源变压器，它的作用是将交流电网

电压V1变成整流电路要求的交流电压，Rl是要求的直流供电的负载电阻。

图2-1原理图

单相全波整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见，晶闸管用理想模型来处理，

即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。