单相桥式全控整流电路的设计
摘要
电力电子学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。在电能的生产和传输上，目前是以交流电为主。电力网供给用户的是交流电，而在许多场合，例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等，需要用直流电。要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。这个方法中，整流是最基础的一步。整流，即利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。整流的基础是整流电路。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。整流电路应用非常广泛，而单相全控桥式晶闸管整流电路又有利于夯实基础，故我们将单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
关键词：单相，桥式，全控
目录
TOC\o1-3\h\u摘要 1
1.工作原理 1
1.1IGBT的简介 1
1.1.1IGBT的概述 1
1.1.2IGBT的基本特性 1
1.1.3IGBT的参数特点 2
1.2单相桥式全控整流电路的基本原理 3
1.2.1电路组成 3
1.2.2工作原理 3
2.电路总体设计 5
2.1总电路图 5
2.2确定各器件参数 5
2.2.1参数关系 5
2.2.2参数的计算 6
2.3晶闸管的选择 7
3.触发电路的设计 8
4.工作过程及参数设定 9
4.1工作过程 9
4.2参数设定和仿真图 9
4.2.1触发角为 9
4.2.2触发角为 11
5.心得体会 13
参考文献 14
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（3）通态压降比VDMOSFET低，特别是在电流较大的区域。
（4）输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似。
（5）与MOSFET和GTR相比，耐压和通流能力还可以进一步提高，同时保持开关频率高的特点。
1.2单相桥式全控整流电路的基本原理
1.2.1电路组成
该电路为单相桥式全控整流电路，由变压器﹑四个晶闸管﹑电感及电阻组成，如图1-2所示。
图1-2单相桥式全控整流电路图带阻感负载
1.2.2工作原理
第一阶段：
在U2正半波的（0～α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。假设电路已工作在稳定状态，则在0～α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。
第二阶段：
在U2正半波的时刻及以后：在处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，此时负载上有输出电压（）和电流。电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
第三阶段：
在U2负半波的（π～π+α）区间：当π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。
第四阶段：
在U2负半波的=π+α时刻及以后：在=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿b→VT3→L→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（）和电流。此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期wt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。
α＞90o输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范围是0～90o。控制角α在0～90o之间变化时，晶闸管导通角θ=π，导通角θ与控制角α无关。
1.2.3电路分析
在U2正半周期，触发角α处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通,Ud=U2。负载中有电感存在是负载电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流连续，且波形近似为一水平线。
U2过零变负时，由于电感的