单相桥式全控整流电路纯电阻负载.doc

单相桥式全控整流电路纯电阻负载
中北大学电子技术课程设计
1 引言
电力电子简介
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,就是使用电力电子器件(如晶闸管,GTO,IGBT等)对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术(整流,逆变,斩波,变频,变相等)两个分支。
整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电,这就是交流电的整流过程,整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压****惯上称单向脉动性直流电压。电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种。
一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的,电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术,所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。
设计要求(单相桥式全控整流电路)
设计条件::交流100V/50Hz
:500W
??60?

2 单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)
单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路分析
单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路如图(1):
1
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图(1)
在单项桥式全控整流电路中,晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂,VT2和VT3组成另一对桥臂。在U2正半周即a点电位高于b点电位,若4个晶闸管均不导通负载电流Id为零,Ud也为零,VT1、VT4串联承受电压U2,设VT1和VT4的漏电阻相等则各承受U2的一半。若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲VT1、VT4即导通电流从a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当U2为零时流经晶闸管的电流也降到零VT1和VT4关断。
在U2负半周仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3,VT2和VT3的α=0处为ωt=π,VT2和VT3导通电流从电源的b端流出经VT3、R、VT2流回电源a端。到U2过零时电流又降为零VT2和VT3关断。此后又是VT1和VT4导通如此循环的工作下整流电压ud和晶闸管VT1和VT4两端的电压波形如下图(2)所示晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为2U2/2和2U2。
图(2)
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工作原理
当0~ωt1时,U2在正半周期,a点电位高于b点电位,VT1承受正向电压为U2/2, VT2承受U2/2的反向电压,VT3和VT4反向串联后与U2连接,VT3承受U2/2的正向电压,VT4承受U2/2的反向电压。虽然VT1和VT3受正向电压,但是尚未触发,导通负载没有电流通过,所以Ud=0,id=0。
当ωt1 ~π时,同时触发VT1和VT3,由于VT1和VT3受正向电压而导通,电路中有电流经过形成回路。在这段区间里Ud=U2,id=iVT1=iVT3=Ud/R。由于VT1和VT3导通忽略管压降UVT1=UVT2=0,而承受的电压为UVT2=UVT4=U2。
当π~ωt2时, U2进入了负半周期,b点电位高于a点电位,VT1和VT3由于受