单相双半波晶闸管整流电路方案(预习报告).doc

单相双半波晶闸管整流电路设计(预****报告)一、设计条件:1、电源电压:交流100V/50Hz2、输出功率:500W3、移相范围0º~180º4、负载为阻性负载单相双半波晶闸管整流电路方案的选择: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。并且单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小,功率因素高的特点。但是,电路中需要四只晶闸管,且触发电路要分时触发一对晶闸管,电路复杂,两两晶闸管导通的时间差用分立元件电路难以控制。单相全波可控整流电路此电路变压器是带中心抽头的,在正半周,变压器二次绕组上半部分流过电流。负半周,变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。单相全波可控整流电路的波形与单相全控桥的一样,交流输入端电流波形一样,变压器也不存在直流磁化的问题。因此,单相全波与单相全控桥从直流输入端或者从交流输入端看均是一致的。适用于输出低压的场合作电流脉冲大(电阻性负载时)。以下分别是两种方案的电路图:在比较两者的电路结构的优缺点以后决定选用单相全波可控整流电路作为主电路。三、主电路器件选用:由已知条件可知=100V=500W移相范围0°-180°假设R=,=0°,可得==25V==20A输出电压有效值==25V所以变压器变比=100:25=4:1变压器选用变压器容量S=500VA变比取4:1晶闸管选用(考虑裕量)额定电压=(2-3)=(-)V额定电流====(有裕量)=(-2)*=(-)A故选用额定电压为100V,通态平均电流为20A的晶闸管。触发电路原理图:电路图如下所示:控制电路各部分工作原理及波形1)同步电路及移相原理:220V的交流电源经过220/9的变压器后,9V的交流输入一路经过由LM339构成的过零比较器后输出与之同步的方波。9V电源极性互换后接到另一个过零比较器,产生一个与前面方波相比移相了180°的同步方波。方波上下限幅值为正负直流电源电压。锯齿波产生电路原理:当1)中输出为负电平时,三极管截止。由放大器虚地的概念,LM324的负输入端接近为零。负电平通过电阻R1对电容C1反向充电,使b点电压从零电位随时间按斜率线性上升,一直充到低电平结束为止。因为积分器输出电压,。在此处=-12V,=5V,=10ms。由此式理论计算得到=。经过实验的不断调试,最后得出了来的结果是=51k,=470F,=,可知与理论计算的结果非常接近。当1)中输出为高电平时,驱动三极管导通,由于三极管导通压降很小,电容C1通过并联在其上的三极管迅速放电,直至下降到0电位为止。然后一直维持为低电平,直到下个负电平又使其反向充电。于是形成了图中所示的锯齿波。3)比较电路原理:在两个比较器的正输入端接2)中输出的两路锯齿波,负输入端同时接上由5V直流电源和电位器构成的在0—5V之间连续可调的直流电源,形成一个两个比较,产生两路触发电平。改变电位器的位置时,可改变比较器负输入的直流电位。从而改变比较器输出上升沿出现的时刻来改变触发晶闸管