文档介绍：1 单相双半波晶闸管整流电路供电方案的选择
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。
单相双半波可控整流电路
单相双半波可控整流电路又称单相全波可控整流电路。此电路变压器是带中心抽头的,在u2正半周T1工作,变压器二次绕组上半部分流过电流。u2负半周,VT2工作,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U d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。当接其他负载时,也有相同的结论。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)。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。
具体供电方案
电源电压:交流100V/ 50Hz
变压器相关参数的计算
电源电压交流100/ 50Hz ,输出功率:500W,移相范围:0 -180°。设R=, α=0°
P=Ud²/R U d =25V
变压器一、二次侧电流
P=Id²R Id=20A
U1/Ud=100/25 N1/N2=4/1 I1=Id/4=5 A
变压器容量
S=U1i1=100×5=
变压器型号的选择
N1:N2=4:1 S=
2 单相双半波晶闸管整流电路主电路设计
主电路原理框图及原理图
系统原理方框图如图所示:
该电路主要由四部分构成,分别为电源,过电保护电路,整流电路和触发电路构成。输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路,保证电路出现过载或短路故障时,不至于伤害到晶闸管和负载。在电路中还加了防雷击的保护电路。然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。整流电路中的晶闸管在触发信号的作用下动作,以发挥整流电路的整流作用。
在电路中,过电保护部分我们分别选择的快速熔断器做过流保护,而过压保护则采用RC电路。这部分的选择主要考虑到电路的简单性,所以才这样的保护电路部分。整流部分电路则是根据题目的要求,我们选择学过的单相全波整流电路。该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能。触发电路是由设计题目而定的,题目要求了用单结晶体管直接触发电路。单结晶体管直接触发电路的移相范围变化较大,而且由于是直接触发电路它的结构比较简单。一方面是方便我们对设计电路中变压器型号的选择。
系统原理图如图所示:
由原理图得相应的波形图如下:
波形图
根据图中(b)可知,单相全波整流电路的输出电压与桥式整流电路的输出电压相同。
(1) 输出平均电压为:
(1-1)
(2)流过负载的平均电流为: (1-2)
(3)二极管所承受的最大反向电压为: (1-3)
(4)单相全波整流电路的脉动系数s与单相桥式整流电路相同: (1-4)
在单相全波整流电路的变压器中,只有交流电流流过;而在半波和桥式整流电路中,均有直流分量流过。单相全波整流电路的总体性能优于单相半波和桥式整流电路,故广泛应用于直流电源中。
相控触发电路原理图及工作原理
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:
①触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
②触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)。
③触发脉冲应有一定的宽度,脉冲的前沿尽可能陡,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。
④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。
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,。
相控触发芯片的选择
相控触发电路芯片选择KJ004集成触发电路芯片构成的集成触发器KJ004可控硅移相电路可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。器件输出两路相差180度的移相脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与