精选文档适用标准电子技术课程设计说明书单相桥式全控整流电路设计学生姓名：学号：学院：计算机与控制工程学院-专业：电气工程及其自动化-指导教师：李静李郁峰-2016年1月12文案大全适用标准文案大全适用标准目录1前言.11.1整流电路.11.2整流电路的发展与应用.12课程设计目的与要求.12.1课程设计目的.12.2课程设计的预备知识.22.3课程设计要求.23元器件的选择.23.1晶闸管.23.1.1晶闸管的结构.23.1.2晶闸管的工作原理图.23.1.3晶闸管的门极触发条件.33.1.4晶闸管的主要参数说明.33.2可关断晶闸管.44电路的结构与工作原理.54.1电路结构.54.2工作原理.54.3基本数目关系.55MATLAB仿真.65.1MATLAB软件介绍.65.2系统建模与参数设置.65.2.1仿真图形.65.2.2模型参数设置.75.3仿真结果与解析.86结论.9参照文件.9致谢.9文案大全适用标准前言1.1整流电路整流电路是电力电子中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变成直流电能供给直流用电设备。大多数整流电路由变压器.整流主电路和滤波器等构成。它在直流电动机的调速,发电机的励磁调理,电解,电镀等领域获取广泛应用。20世纪年代今后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管构成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中交流成分。变压器设置与否是详尽状况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的般配以及交流电网与整流电路之间的电隔断。可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按构成的时期可分为不行控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入详述分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路。1.2整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用。1947年美国贝尔实验室发了然晶体管，引起了电子技术的一场革命；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）.电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件发展迅速，把电力电子技术推上一个崭新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军崛起，成为了现代电力电子技术的主导器件。别的，采纳全控型器件的电路的主要控制方式为PWM脉宽调制式，今后，又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），跟着全控型电力电子器件的发展，电力电子电路的工作频率也不停提升。同时，电力电子器件的开关消耗也随之增大，为了减小开关消耗，软开关技术应运而生，零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）把电力电子技术和整流电路的发展推向了新的高潮。课程设计目的与要求2.1课程设计目的“电力电子技术”课程设计是在教课及实验基础上，对课程所学理论知识的深入和提升。所以，经过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：（1）培育综合应用所学知识，并设计出拥有电压可调功能的直流电源系统的文案大全适用标准能力；（2）较全面地牢固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。（3）培育独立思虑、独立采集资料、独立设计的能力；（4）培育解析、总结及撰写技术报告的能力。2.2课程设计的预备知识熟习电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。2.3课程设计要求1、单相桥式全控整流的设计要求为：电源电压：交流100V/50Hz2.输出功率：500W触发角304.反电势、电阻负载，E=75V依据课程设计题目和设计条件，说明主电路的工作原理、计算选择元器件参数。元器件的选择3.1晶闸管晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（SiliconControlledRectifier-SCR），开拓了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代;20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件代替。能承受的电压和电流容量最高，工作靠谱，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz以下）装置中的主要器件。晶闸管常常专指晶闸管的一种基本种类一般晶闸管。广义上讲，晶闸管还包含其好多种类的派生器件。3.1.1晶闸管的结构晶闸管是大功率器件，工作时产生大批的热，所以一定安装散热器。引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。内部结构:四层三个结如图2.23.1.2晶闸管的工作原理图晶闸管由四层半导体（P1、N1、P2、N2）构成，形成三个结J（1P1N1）、J（2N1P2）、J3（P2N2），并分别从P1、P2、N2引入A、G、K三个电极，如图1.2(左)所示。由于拥有扩散工艺，拥有三结四层结构的一般晶闸管可以等效成如图2.3（右）所示的两个晶闸管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）构成的等效电路。文案大全适用标准图2.1晶闸管的外形、内部结构、电气图形符号和模块外形晶闸管外形b)内部结构c)电气图形符号d)模块外形图2.2晶闸管的内部结构和等效电路3.1.3晶闸管的门极触发条件1）晶闸管承受反向电压时，不论门极能否有触发电流，晶闸管都不会导通；2）晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的状况下晶闸管才能导通；3）晶闸管一旦导通门极就失掉控制作用；4）要使晶闸管关断，只好使其电流小到零以下。晶闸管的驱动过程更多的是称为触发，产生注入门极的触发电流的电路称为门极触发电路。也正是因为能过门极只好控制其开通，不可以控制其关断，晶闸管才被称为半控型器件。只有门极触发是最精确、迅速而靠谱的控制手段。3.1.4晶闸管的主要参数说明1、额定电压UTn平时取UDRM和URRM中较小的，再取凑近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在采纳管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的23倍，以保证电路的工作安全。晶闸管的额定电压UTnminUDRM,URRM文案大全适用标准UTn=（23）UTMUTM：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压2、额定电流ITAVITAV又称为额定通态均匀电流。其定义是在室温40和规定的冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170的电路中，结温不超出额定结温时，所同意的最大通态均匀电流值。将此电流按晶闸管标准电流取周边的电流等级即为晶闸管的额定电流。ITn：额定电流有效值，依据管子的ITAV换算出，ITAV、ITM、ITn三者之间的关系：ITn1/2(Imsint)2d(t)Im/20.5ITM(5-2-1)0IT(AV)1/2Imsintd(t)Im/0.318ITM(5-2-2)03.2可关断晶闸管可关断晶闸管简称GTO可关断晶闸管的工作原理：图3.1GTO的结构、等效电路和图形符号GTO的导通机理与SCR是完整相同的。GTO一旦导通以后，门极信号是可以撤掉的，在制作时采纳特别的工艺使管子导通后处于临界饱和，而不像一般晶闸管那样处于深饱和状态，这样可以用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关断。GTO在关断机理上与SCR是不一样的。门极加负脉冲即从门极抽出电流（即抽出饱和导通时储蓄的大批载流子），激烈正反响使器件退出饱和而关断。文案大全适用标准电路的结构与工作原理4.1电路结构IdTVT1VT3aR+-U1U2UdbVT2EVT4图4.1单相桥式全控整流电路(反电势负载)的电路原理图图4.2单相桥式全控整流电路(反电势负载)的电路波形4.2工作原理当整流电压的瞬时价ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得晶闸管导通角减小。晶