课程设计(论文)-单相桥式可控整流电路设计.doc
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1、第1章 方案的选择1.1 主要元器件说明1.1.1晶闸管的选取: 额定电压UTn晶闸管的额定电压 UTn (23)UTM (1.1)UTM :工作电路中加在管子上的最大瞬时电压 晶闸管承受最大电压为考虑到23倍裕量,取80V. 额定电流IT(AV) 、所选晶闸管电流有效值ITn 大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。、 选择时考虑(1.52)倍的安全余量。即ITn 1.57, IT(AV) (1.52)ITMIT(AV)(1.52) (1.2)因为 ,则晶闸管的额定电流为=9A(输出电流的有效值为最小值,所以该额定电流也为最小值)考虑到1.52倍裕量,取18A.即晶闸管的额定电流至少应大于
2、18A.1.1.2 变压器的选取根据参数计算可知:变压器应选变比为10。1.2 整流电路方案1:单相桥式半控整流电路 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2:单相桥式全控整流电路 图
3、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。综上所述,针对他们的优缺点,我们采用方案2,即单相桥式全控整流电路。第2章 辅助电路的设计2.1 驱动电路的设计2.1.1 触发电路晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。触发电路对其产生的触发脉冲要求: 触发信号可为直流、交流或脉冲电压。触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)。触发脉冲应有一定的宽度,脉冲的前沿
4、尽可能陡,以使元件在触发导通后,阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步,脉冲移相范围必须满足电路要求。1) 单结晶体管触发电路由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿性能好,脉冲前沿徒等优点,在容量小的晶闸管装置中得到了广泛应用。他由自激震荡、同步电源、移相、脉冲形成等部分组成,电路图如图2.1(a)所示。2) 单结晶体管自激震荡电路利用单结晶体管的负阻特性与RC电路的充放电可组成自激振荡电路,产生频率可变的脉冲。从图2.1(a)可知,经D1-D2整流后的直流电源UZ一路径R2、R1加在单结晶体管两个基极b1、b2之间,另一路通过R
5、e对电容C充电,发射极电压ue=uc按指数规律上升。Uc刚冲点到大于峰点转折电压Up的瞬间,管子e-b1间的电阻突然变小,开始导通。电容C开始通过管子e-b1迅速向R1放电,由于放电回路电阻很小,故放电时间很短。随着电容C放电,电压Ue小于一定值,管子BT又由导通转入截止,然后电源又重新对电容C充电,上述过程不断重复。在电容上形成锯齿波震荡电压,在R1上得到一系列前沿很陡的触发尖脉冲us, 如图2.1(b)所示,图2.1 单结晶体管触发电路及波形其震荡频率为f=1/T=1/ReCLn(1/1-)式中=0.30.9是单结晶体管的分压比。即调节Re,可调节振荡频率2.1.2 同步电源步电压又变压器
6、TB获得,而同步变压器与主电路接至同一电源,故同步电压于主电压同相位、同频率。同步电压经桥式整流、稳压管DZ削波为梯形波uDZ,而削波后的最大值UZ既是同步信号,又是触发电路电源.当UDZ过零时,电容C经e-b1、R1迅速放电到零电压.这就是说,每半周开始,电容C都从零开始充电,进而保证每周期触发电路送出第一个脉冲距离过零的时刻(即控制角)一致,实现同步.2.1.4 移相控制当Re增大时,单结晶体管发射极充电到峰点电压Up的时间增大,第一个脉冲出现的时刻推迟,即控制角增大,实现了移相。2.1.5 脉冲输出 触发脉冲ug由1直接取出,这种方法简单、经济,但触发电路与主电路有直接的电联系,不安全。
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