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摘 要
随着整流技术的日益完善,在现代生产中的应用也越来越多,整流电路（Rectifier）是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式各种各样，各具特色，通过在学习中分析和研究其工作原理，基本数量关系，以及负载性质对整流电路的影响，整流电路应用于电化工业、交通运输业中的磁悬浮列车的研发以及飞机船舶等各行各业，由于现代生产中的整流技术大多采用单相桥式可控整流电路,因此研究整流电路具有重要意义。
本设计主要研究单相桥式可控整流电路，对其工作原理及主要参数进行分析 总结，进而更好的应用。
关键词：整流；单相桥式；触发电路；保护电路
1 课程设计目的与要求
1.1课程设计目的
“电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的： 1）培养综合应用所学知识，并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力；
2）较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。
3）培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力； 4）培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
1.2课程设计的预备知识
熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。
1.3 课程设计要求
1、单相桥式全控整流的设计要求为：
负载为电阻负载，感性负载,L=0.01H,R=1欧姆. 2、技术要求:
1)、电源电压：交流311V/50Hz
2)、触发脚为60度。
按课程设计指导书提供的课题，根据基本要求及参数独立完成设计。
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2 课程设计方案的选择
2.1整流电路
单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们
所连接的负载性质不同就会有不同的特点。而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。
单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载） 电路简图如下：
idVT1VT3Ti2Luu12udRVT2VT4(a)
图2.1
此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，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。
单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。 单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。
根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。
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2.2元器件的选择
2.2.1晶闸管
晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silicon Controlled Rectifier-- SCR），开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代; 20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz以下）装置中的主要器件。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件。 1）晶闸管的结构
晶闸管是大功率器件，工作时产生大量的热，因此必须安装散热器。引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。
内部结构:四层三个结如图2.2 2）晶闸管的工作原理图
晶闸管由四层半导体（P1、N1、P2、N2）组成，形成三个结J1（P1N1）、J2（N1P2）、J3（P2N2），并分别从P1、P2、N2引入A、G、K三个电极，如图1.2(左)所示。由于具有扩散工艺，具有三结四层结构的普通晶闸管可以等效成如图2.3（右）所示的两个晶闸管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）组成的等效电路。
图2.2晶闸管的外形、内部结构、电气图形符号和模块外形 a)晶闸管外形 b)内部结构 c)电气图形符号 d)模块外形
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图2.3 晶闸管的内部结构和等效电路
3）晶闸管的门极触发条件
（1）晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通； （2）晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通； （3）晶闸管一旦导通门极就失去控制作用； （4）要使晶闸管关断，只能使其电流小到零一下。
晶闸管的驱动过程更多的是称为触发，产生注入门极的触发电流ＩＧ的电路称为门极触发电路。也正是由于能过门极只能控制其开通，不能控制其关断，晶闸管才被称为半控型器件。
只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段。
2.2.2 可关断晶闸管
可关断晶闸管简称GTO 1可关断晶闸管的工作原理
图1.3 GTO的结构、等效电路和图形符号
GTO的导通机理与SCR是完全一样的。 GTO一旦导通之后，门极信号是可以撤除的，在制作时采用特殊的工艺使管子导通后处于临界饱和，而不像普通晶闸管那样处于深饱和状态，这样可以用门极负脉冲电流破坏临界饱和状态使其关
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