淺談如何設(shè)計可控整流電路

施尚英 黃世瑜

【摘 要】可控整流電路形式多樣，要設(shè)計一個可控整流電路，需要如何選擇晶閘管型號、選擇變壓器容量、選擇導(dǎo)線。本文通過具體的實例介紹如何合理的設(shè)計電路。

【關(guān)鍵詞】可控；整流；設(shè)計

如何根據(jù)用戶的要求去設(shè)計一個可控整流電路，首先要知道可控整流電路的形式。所以了解可控整流電路的形式就有必要了?？煽卣麟娐犯鶕?jù)電源的相數(shù)分成單相、三相與多相可控整流電路，根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)分成阻性負(fù)載與感性負(fù)載，根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)形式分成半波與全波電路。有了這個分類以后，作為設(shè)計人員就應(yīng)該清楚這些電路的結(jié)構(gòu)。這是作為設(shè)計可控整流電路的第一步。

在任何一個可控整流電路中，其次要知道變壓器的容量，電路中晶閘管的型號，導(dǎo)線的粗細(xì)。知道這三個內(nèi)容，設(shè)計電路就變得很簡單。

首先來談一談晶閘管型號的問題。要想選中一只你想要的晶閘管，那么你至少要知道晶閘管工作的額定電壓，對于晶閘管的額定電壓是一個瞬時值，工作中晶閘管的外加電壓超過反向擊穿電壓，就會使晶閘管擊穿造成永久損壞，若加電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓，晶閘管會“硬導(dǎo)通”，造成失控，多次“硬導(dǎo)通”也會損壞器件。在使用過程中由于環(huán)境溫度偏高或是散熱不良好，使晶閘管正反向轉(zhuǎn)折電壓下降，考慮在使用過程中各種因數(shù)，各種過電壓情況。在選擇晶閘管額定電壓時一定要考慮電壓安全余量。晶閘管的額定電壓就為正常工作時所承受的峰值電壓的2-3倍。。其次是晶閘管的額定電流，晶閘管額定電流的定義是在環(huán)境溫度為400C和規(guī)定的冷卻條件，晶閘管在阻性負(fù)載且導(dǎo)通角度不小于1700單相工頻正弦半波電路中，當(dāng)結(jié)溫穩(wěn)定且不超過額定結(jié)溫允許的最大通態(tài)平均電流。在實際應(yīng)用中晶閘管額定電流有效值大于晶閘管在電路中可能流過的最大電流有效值，考慮余量問題選擇晶閘管電流應(yīng)該滿足。只要知道這兩個參數(shù)對于晶閘管的選擇就很容易。

現(xiàn)在我們通過一個具體的實例來設(shè)計一個可控整流電路。用戶提出了一個要求，是設(shè)計一個單項全控橋式整流電路帶阻性負(fù)載，負(fù)載電阻4，流過負(fù)載中的電流在0～25A之間變化，取電流密度j=6A/mm2。

1.設(shè)計分析

電路如圖一所示，要設(shè)計這一個電路就需要選擇變壓器、晶閘管以及聯(lián)接用的導(dǎo)線。首先說變壓器的選擇在不考慮實際損耗的情況下必須知道i2電流，這個電流是由晶閘管1、4導(dǎo)通，其流通路徑是a-VT1-R-VT4-b，晶閘管2、3導(dǎo)通，其流通的路徑是b-VT3-R-VT2-a。在一個正弦周期中，i2有正有負(fù)，在變壓器T中就不存在直流磁化的問題，在不考慮損耗的前提下變壓器的容量。其次是晶閘管的選擇，根據(jù)前面介紹了晶閘管的具體參數(shù)指標(biāo)，只要能知道晶閘管流過的電流最大值，考慮一定的余量取，還有就是晶閘管不導(dǎo)通時所承受的最大電壓，考慮一定的余量，取。再次就是導(dǎo)線的選擇，知道這個電路中電流大小根據(jù)電流除以電流密度，就能選出導(dǎo)線。

2.具體的計算過程

根據(jù)單項全控橋可控整流上負(fù)載平均值的概念得到

根據(jù)分析中的晶閘管電壓、電流的余量

一個單相全橋的可控整流電路就設(shè)計好了，回顧這一過程，就是分成三步。第一步、根據(jù)用戶要求畫出具體的電路圖。第二步、根據(jù)電路中各元件的工作過程畫出負(fù)載上電壓電流的波形。第三步、根據(jù)平均值、有效值的概念求出晶閘管流過的電流，承受的電壓，計算出變壓器的容量，導(dǎo)線的粗細(xì)。

根據(jù)上面的步驟，現(xiàn)在我們再舉一實例來如何設(shè)計設(shè)計可控整流電路。用戶提出要求是：設(shè)計一個三相全橋可控整流電路，大電感負(fù)載，

1.設(shè)計分析

電路圖形如圖二所示，在這個圖形中晶閘管的選擇也是兩個參數(shù)，一個是電壓，一個是電流。考慮余量后電壓的選擇是，只是在任何時刻晶閘管承受的電壓都是線電壓。電流的選擇是。因為是大電感負(fù)載，所以負(fù)載里面的電流連續(xù)且平直。

不管是單相的可控整流電路還是三相可控整流電路，不管是阻性負(fù)載還是感性負(fù)載的可控整流電路的設(shè)計都有規(guī)律可循。分成三個步驟：1、根據(jù)用戶要求給出電路圖。2、有了電路圖對圖分析負(fù)載上電壓、電流的變化，根據(jù)平均值、有效值的概念求出電壓電流的大小。3、計算出電路圖中的所有元件的參數(shù)。

給出了設(shè)計可控整流電路的具體步驟，任何一個可控整流電路就可以根據(jù)給出的三個步驟來具體的設(shè)計。這個就可以做到舉一反三。降低了設(shè)計的難度。讓具有一定圖形分析基礎(chǔ)的人也能夠得心應(yīng)手的充當(dāng)設(shè)計師。

參考文獻(xiàn)：

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