电力电子技术课程设计说明书单相半波晶闸管整流电路院部：电气与信息工程学院学生姓名：**指导教师：王翠职称副教授专业：自动化班级：自本1001班完成时间：2013年5月20日摘要电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。
它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。
电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。
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和变换和控制，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相似之处，因此要学好这门课就必须做好课程设计，因而我们进行了此次课程设计。
因为整流电路非常重要，所以我此次课程设计做的是单相半波整流电路。
关键字电子学；整流器；开关器件ABSTRACTPower electronics, and power electronics (Power Electronics). It is mainly on the various power electronic devices, and is composed , and is composed of the power electronic devices of every kind of circuit or device, to complete the transfer and control of electric power. It is not only in power electronics (high voltage, high current) to a branch or electrical engineering, and electrical engineering in a weak (low voltage, low current) to a branch or electronic field, or is a new scientific power combining. Power electronics is across the "electronic", "power" and "control" three areas of an emerging engineering discipline.With the development of science and technology, people on the circuit is also more and more high, due to the need of DC power supply with adjustable size in the actual production, and phase controlled rectifier circuit is simple in structure, convenient control, stable performance, it can be easily obtained in large and medium-sized, small capacity of various DC power, is currently the main method of DC electric energy, has been widely applied.Because the power electronic technology is the technology of power electronic technology and control technology into the traditional, composed of a variety of power conversion circuits to achieve energy and transform and control using semiconductor power switch device, consisting of an integrated discipline. The learning method and electronic technology and control technology has many similarities, so to learn this course we must do a good job in curriculum design, we carried out the curriculum design. Because the rectifier circuit is very important, so I designed a single-phase half-wave rectifier circuit this curriculum.Keywords electronics; rectifier; switching device目录1 设计要求 (1)1.1 设计题目 (1)1.2 设计要求 (1)2 设计方案的选择 (2)2.1 单相半波晶闸管整流电路供电方案的选择 (2)2.2 单相半波晶闸管整流电路主电路设计 (2)2.2.1 主电路工作原理 (2)3 元件的选择 (3)3.1 电路元件的选择 (4)3.3.1 .整流元件的选择 (4)3.3.2 保护元件的选择 (5)4 单相双半波整流电路的相控触发器电路 (7)4.1 相控触发芯片的选择 (7)4.2 芯片引脚功能 (7)4.3 相控触发电路工作原理及原理图 (7)5 单相半波整流电路总设计结果 (9)5.1 晶闸管工作原理 (9)5.3 总电路工作原理 (11)5.4 绘制输出波形 (11)6 设计总结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)1 设计要求1.1 设计题目单相半波晶闸管整流电路的设计（阻感性负载）1.2 设计要求设计要求：1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相范围0º~90º2 设计方案的选择2.1 单相半波晶闸管整流电路供电方案的选择由于需要提供100V/50Hz的电源电压，而现在常用的电压为220V/50Hz，所以我们需要使用一个变压器来变压实现，使其输出交流电压为100V/ 50Hz。
2.2 单相半波晶闸管整流电路主电路设计2.2.1 主电路工作原理单相半波晶闸管整流电路的主电路及其波形图如图2-1所示。
图2-1 主电路及波形图主电路的工作原理如下：（1）在ωt=0~α期间：晶闸管阳-阴极间的电压U T大于零，此时没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。
（2）在ωt=α时刻，门极加触发信号，晶闸管触发导通，电源电压U2加到负载上，输出电压Ud= U2。
由于电感的存在，负载电流id只能从零按指数规律逐渐上升。
（3）在ωt=ωt1~ ωt2期间：输出电流i d从零增至最大值。
在i d的增长过程中，电感产生的感应电势力图限制电流增大，电源提供的能量一部分供给负载电阻，一部分为电感的储能。
（4）在ωt=ωt2~ ωt3期间：负载电流从最大值开始下降，电感电压改变方向，电感释放能量，企图维持电流不变。
（5）在ωt=π时，交流电压U2过零，由于感应电压的存在，晶闸管阳极、阴极间的电压U VT 仍大于零，晶闸管继续导通，此时电感储存的磁能一部分释放变成电阻的热能，另一部分磁能变成电能送回电网，电感的储能全部释放完后，晶闸管在u2 反压作用下而截止。
直到下一个周期的正半周，即ωt=2π+α时，晶闸管再次被触发导通，如此循环不已。
电路中一些基本数量关系如下：1）输出电压平均值U d()2cos 145.02cos 1π22 d sin 22π212d ααωωπα+=+==⎰U U t t U U 2）输出电流平均值I d3）晶闸管的电流平均值I dVT4）晶闸管的电流有效值Iv T5）晶闸管承受的最大正反向电压U TMU1/Ud=100/25 N1/N2=4/1 I 1=I d /4=5 A4．变压器容量的计算S=U 1i 1=100×5=0.5kV A5．变压器型号的选择N1:N2=4：1 ; S=0.5kV A2cos 10.45 2d d α+==R U R U I d2)(2d 21I t d I I VT παππαωπ-=⎰=d2π-πdVT I I α=3 元件的选择3.1 电路元件的选择3.3.1 .整流元件的选择由于单相半波整流阻感性负载主电路的主要元件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。
整流元件中电压、电流最大值的计算晶闸管的主要参数如下：额定电压U NVT(1) 断态重复峰值电压U DRM断态重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的峰值电压。
(2)反向重复峰值电压U RRM反向重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。
通常取U DRM和U RRM中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。
在选用管子时，额定电压要留有一定裕量，应为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。
晶闸管的额定电压U NVT=｛U DRM ，U RRM ｝U NVT≥（2～3）22U2 （3-1）U NVT ：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压U NVT =(2～3)22U2=（141.4～212.1）V通过晶闸管的电流的平均值I vT(A V)额定电流I NVTI vt(A V)=I d/2=10AIm=πI Vt(A V)=31.4AI NVT又称为额定通态平均电流。
其定义是在室温40°和规定的冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170°的电路中，结温不超过额定结温时，所允许的最大通态平均电流值。
将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电流。