1、中北大学电子技术课程设计说明书第 1 页 共 9 页目 录1. 绪论 22. 单相半控桥式整流电路电路设计 22.1 电路原理图 .22.2 单相桥式半控整流电路的计算公式 32.3 带阻感负载时的工作情况 33. MATLUB 仿真 43.1 MATLUB 仿真图 .43.2 元器件参数设置 .43.2.1 设置晶闸管参数 .43.2.2 设置交流电源参数 .53.2.3 设置负载参数 .53.2.4 设置脉冲参数 .63.3 仿真结果展示 74. 结论 8参考文献 .9中北大学电子技术课程设计说明书第 2 页 共 9 页1. 绪论电力电子技术是以电力、电能为研究对象的电子技术，又称电力电子
2、学（Power Electronics） 。它主要研究各种电力电子半导体器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或设置，以完成对电能的变换和控制。电力电子学是横跨“电子” “电力” “控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能的变换和控制，而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多的相似之处。单相桥式整流电路是一种相对重要的整流电路，把交流电能转换成直流电能的一种桥式整流电路。它可以应用到很多的地方，在许多的元器件中都有用到，范围广泛。本课程设计内容是设计一
3、个单相桥式半控整流电路为 PL 负载提供直流电源。本文需要研究的是设计一个主电路、控制电路组成的总电路，以及要进行MATLAB 仿真实验。其中主电路是要设计一个单相半控桥式整流电路，控制电路是要同步信号为锯齿波的触发电路。2. 单相半控桥式整流电路电路设计单相半控桥式整流电路总体设计框图如图所示2.1 电路原理图实验电路如图所示。U 1U 2U d+-TV T 3V T 1abRV D 2V D 4LU RU LI T 3I D 4I 2I T 1I D 2100V 交流输入 桥式整流电路脉冲宽度调节输出直流电源中北大学电子技术课程设计说明书第 3 页 共 9 页图中的 VT1 和 VT2 为
4、触发脉冲互差 180的晶闸管，VD1 和 VD2 为整流二极管。由这四个管子组成桥式电路。因为只有共阴极的 VT1 和 VT2 可控，而共阳极的 VD1 和 VD2 不可控，所以称为桥式半控整流电路。电阻 Rp 和电感 Ld为负载，若假定电感 Ld 足够大，即 LdRp，由于电感中电流不能突变，则可认为负载电流在整个稳态工作过程中保持恒值。由于桥式结构的特点，只要晶匣管导通，负载端总要加上正向电压，而负载电流始终是单方向流动，因此桥式半控整流电路只能工作在第一象限，因为 LdRp，所以不论控制角 为何值，负载电流 Id 波形的变化很小。2.2 单相桥式半控整流电路的计算公式：输出电压平均值：值
5、为 83.97V负载电阻值：值为 14.1输出电流的平均值为：值为 5.96A流经晶闸管的电流有效值：值为 1.86A 2sin1)(sin2(122RUtdRUIVT流经晶闸管的电流额定值：取值为 6A流经晶闸管的电压额定值：取值为 300V2. 3 带阻感负载时的工作情况1） 在输入电压的正半周，触发角 处给晶匣管 VT1 加触发脉冲，电压经VT1 和 VD2 向负载供电。电压过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1 继续导通。但因此时有电位的高低，使得电流从 VD2 转移至 VD1， VD2 关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是 VT1 和 VD1 续流。中北大学电子技术课程设计说明书
6、第 4 页 共 9 页2） 在输入电压的负半周触发角 时刻触发 VT2 导通，则向 VT1 加反压使之关断，电压经 VT2 和 VD1 向负载供电。电压过零变正时，VD2 导通，VD1 关断。VT2 和 VD2 续流，电压又为零。3） 重复以上步骤。3. MATLUB 仿真3.1 MATLUB 仿真图3.2 元器件参数设置3.2.1 设置晶闸管参数(取默认值)Rn=0.001,Lon=0H,Vf=0.8V,Rs=500,Cs=250e-9中北大学电子技术课程设计说明书第 5 页 共 9 页3.2.2 设置交流电源参数U=142V（有效值）,f=50Hz3.2.3 设置负载参数R=14.1,L=
7、1H中北大学电子技术课程设计说明书第 6 页 共 9 页3.2.4 设置 时的脉冲参数=30触发信号 1 初相位为 0.0017，触发信号 2 初相位为 0.0117中北大学电子技术课程设计说明书第 7 页 共 9 页3.3 仿真结果展示触发信号如下:中北大学电子技术课程设计说明书第 8 页 共 9 页电源电压、晶闸管电流和电压，负载电流和电压的波形图如上4. 结论及体会结合以上波形图，我们可以分析出单相桥式半控整流电路具有以下的特点： 1、电感在电路中具有续流作用；2、晶闸管在触发时换流，二极管则在电源过零时刻换流；3、尽管电路具有续流作用，但还应该加续流二极管，以防失控现象；这次课程设计让
8、我明白了很多关于电力电子技术方面的知识，尤其是在课本中没有完全介绍的。要完成这次课程设计，关靠书本知识是远远不够的，所以我查阅了很多关于电力电子的书籍，并且也通过网络查到了很多相关的知识，为这次课程设计做了很多帮助。对于课程设计的内容，首先要做的应是对设计内容的理论理解，在理论充分理解的基础上，才能做好课程设计，才能设计出性能良好的电路。整流电路中，基本元件的选择是最关键的，开关器件和触发电路选择的好，对整流电路的性能指标影响很大。设计过程中，中北大学电子技术课程设计说明书第 9 页 共 9 页我明白了整流电路，尤其是单相半控桥式整流电路的重要性以及整流电路设计方法的多样性。通过这次课程设计，我对文档的编排也有了一定的掌握，这对于以后的毕业设计及工作需要都有很大的帮助，在完成课程设计的同时我也在复习一遍电力电子这门课程，把以前一些没弄懂的问题这次弄明白了一部分，当然没有全部。整个课程设计过程中，由于理论知识的缺乏，以及对课程设计的不熟悉，课程设计还有很多不足之处，在以后的课程设计中，希望能有所改善。参 考 文 献1.王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.20092.李传琦.电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社.20053.洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的 MATLAB 仿真.机械工业出版社.20064.钟炎平.电力电子电路设计.华中科技大学出版社.2010
