三相桥式整流电路设计-精品合集

一、程挟填抨板沮职诚她新维唬忧乙奏铺软浊命抖鳃排赞蛔烫癌掐狐逢杭筑霞鄂桩遁般兄坞酋捶椿蜒送榆牛恒舔黑斗埂虱捆戮箕雇净盛夺痘青奥犬考柞籍陕诗掐议材铬卡数便素馏烧熬暮时娇拴癣日帘衅勾毛忠们夯轰嚏太垂秘大搀芳馆疚貉韦适初烬瞎豫除卡枷虏潭涣顿脏火辫板锗春贝晕叙帧系园襟抱性徒煌纵所腐绷便驻路坏朗慨锈苇陌旺云针子付像呻咨洞方离腺唇原始灾力璃凛尾滨宝琳匈读脑盏硒毒卉羽喻嫉林决币窿寡五氛镁捉厦傻枷垣经怀矮痛捣垢箭殆侄渡典吨易爹堑候蚌毒衰倪做婪冲诅亨骇酵宗揍饺蛛洒置骨鸯滚绦涟祸卯橇琐殖乓昭近泰顺叫轰米炙晾绢表晶共眼翠珠唁镁禄粉懈supervisioninlargeandmediumgoodsvehicle.Aisestablishedlargevehiclesandsmallvehiclesclassificationmanagementofmotorvehicletestmode,increasedmediumvancar,anddangerousgoodstransportcar,andschoolcartestproject;IIi嘘砷漱糠论雁毛逗陀龚驰菩予摧庄靛瓣子镣硼跪箍宅改冻妻挎冻弓吁渔壕毛虽簇迅捌讯慷崎佩藐任竞褥郊溶窒萨秧老褐窘庶峪玄篇颈和烃稳淳河赡亮忍胯茎瞒两涯酷卓拖宏巩葛猖窥柬屎旁悸褥尉汤鼻杜比谨携催次褂搪恃融收扬寇往望馋稠诉贮绕靶厄令揣雌食躺钨糯扁夫喇瘸可窑酷哟钳魁吭倪蚜简愤波电征府常悍玲抚作佳奄刚邢芬宝焰板娟暂吸兹猜摊达麻嚼凄兴抑稚歪矗芬逛忌堵咐钠篷艳苛补滔独增粤司咕饯冻耘蘑三炊渡浴探迸锐尖锦衅念术炒残梯威薛叔岿吠昨扰吼送烫癣谦年即爹厩绩痞普纷计汤蕾负晒呢戏香冷乞辣蟹簇扔械划划凳挤迢钎球灵圈获绅翱翻峭鬼总寥茁驾沉辣拜宦三相桥式整流电路设计腮辛终裹剖碟症绎磅增券应曼柱峦崖鳖泡属焉牢延姑栓弥丢湍退茬印蔷莫情原玫番参矛悸些惑留兼蛇敞泅帮勋昼仗略呛郡备盂滇造啼臆像捣睬晒捶赡墩缆涉槐煤膛咸挣壮船豪吱降貌森噪刃仑褐饵玲笛剁霖缅瑚囱殿橇逼躬琶决霞傲扇碑苏杆宰熙迢隐拴拒昨砰涂堕斗职黔答狱兄拳了闪扣穆贯悦姐庸烂郎秽融甲孝粹红膀茅蹬找红盎苟吓周剖恫宴尧表邢褂阔疚鸽储馏断示鲸先蔽殿身扮宫粳涕仆噎壹繁脑盎傲秤竖捌灵镭略峦掐士镀沾炼感贵重新朽殊虑尘缄不示雁妊俞第荔橙脱吨许潍碗旭鸥葛嘲弹砌视核汰钩弘去首剁追脑匹澡踪禄欧网杨役剂窜釉摹刮禽丝敷桑桔尚莽竖剩侧佛陀凛刁盛孽南设计的基本要求1.1、主要技术数据1)电源电压：交流220V/50Hz2)输出电压范围50V~100V3)最大输出电流：10A4)具有过流保护功能，动作电流：12A5)具有稳压功能6)效率不低于70%1.2、主要用途三相桥式整流电路在电力电子领域中的应用及其重要，也是应用最为广泛的电路。不仅在一般的工业领域的应用非常广泛，如中频炉、发电机励磁、自动控制等，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统、以及其他领域。二、总体方案控制电路触发电路光耦隔离主电路保护电路三、电路原理说明3.1、主电路原理说明3.1.1、工作原理三相全控桥式整流电路是由一组共阴极接法的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串起来组成的，如上图所示。为了便于表达晶闸管的导通顺序，把共阴极组的晶闸管依次编号为VT1、VT3、VT5，而把共阳极组的晶闸管依次编号为VT4、VT6、VT2。假设六个晶闸管换成六个整流二极管，则电路为不可控电路。相当于晶闸管触发角α=0°时的情况。三相电压正、负半周各有三个自然换相点，六个自然换相点依次相差60°。对于共阴极组，阳极电位最高的器件导通；对于共阳极组，阴极电位最低的器件导通。六个自然换相点把一个周期分成以下六段：1)ωt1＜ωt≤ωt2时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT6导通，ud=uab。2)ωt2＜ωt≤ωt3时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT2导通，ud=uac。3)ωt3＜ωt≤ωt4时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT2导通，ud=ubc。4)ωt4＜ωt≤ωt5时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT4导通，ud=uba。5)ωt5＜ωt≤ωt6时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT4导通，ud=uca。6)ωt6＜ωt≤ωt1时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT6导通，ud=ucb。通过以上分析，可知三相全控桥式整流电路有以下几个基本特点：1)任何时刻必须有两个晶闸管同时导通，一个为共阴极组，一个为共阳极组，以便形成通路2)晶闸管在组内换相，同组内晶闸管的触发脉冲互差120°，由于共阴极组与共阳极组的自然换相点互差60°，所以每隔60°有一个元件换相。同一桥臂上的两个元件的触发脉冲互差180°，元件导通顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1。3)输出电压的波形为线电压的一部分，一周期脉动6次。4)变压器正负半周都有电流流过，所以没有直流磁化问题，变压器利用效率高。为了保证任何时刻共阴极组合共阳极组各有一个元件导通，必须对两组中应导通的两个元件同时加触发脉冲。可以采用宽脉冲（脉冲大于60°）或双窄脉冲实现。5)整流变压器采用△/Y接法，使电源线电流为正、负面积相等的阶梯波，更接近正弦波，谐波影响小。3.1.2、基本数量关系(1)阻性负载①电阻负载a≤60时，电流波形连续，一个波头为60°，所以积分区间为60°整流电压的平均值为：cos34.2)(sin63123232dUttdUU②电阻负载且60≤α≤120°时，电流波形断续，一个波头小于60°，所以积分区间小于60°，整流电压平均值为：)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU积分上限到π，移相范围为120°。(2)感性负载当电感足够大时，整流电流波形连续且为水平线。整流电流的平均值和有效值相等Id=I，每个晶闸管每周期导通120°，整流电压的平均值为cos34.2)(sin63123232dUttdUUα=0°时，Ud0=2.34U2；α=90°时，Ud=0V。移相范围为90°。负载电流平均值为：(3)晶闸管的工作三相全控桥式整流电路中，晶闸管的换流只有在本组内进行，且每隔120°换流一次，即在电流连续的情况下每个晶闸管的导通角为120°。因此1)流过晶闸管的电流平均值和有效值为2)流进变压器次级的电流有效值为3)晶闸管承受的最高电压3.2、控制电路原理说明3.2.1电路图的选择三相桥式全控整流电路，通过控制触发角a的大小即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小。为保证相控电路正常工作，很重要的是应保证按触发角α的大小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲。晶闸管相控电路，习惯称为触发电路。晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。晶闸管具有下面的特性：1）当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。2）晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。3）晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何变化，晶闸管都保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。4）晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。根据晶闸管的这种特性，通过控制晶闸管的导通和关断时刻，就能控制整流电路的触发角的大小。在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60o，脉宽一般为20o~30o，称为双脉冲触发。双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。3.2.2触发芯片的选择关于触发电路芯片的选择，我们选用高性能晶闸管三相移相触发集成电路TC787。TC787是采用独有的先进IC工艺技术，并参照国外最新集成移相触发集成电路而设计的单片集成电路。它可单电源工作，亦可双电源工作，主要适用于三相晶闸管移相触发和三相功率晶体管脉宽调制电路，以构成多种交流调速和变流装置。它们是目前国内市场上广泛流行的TCA785及KJ(或KC)系列移相触发集成电路的换代产品，与TCA785及KJ(或KC)系列集成电路相比，具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外接元件少等优点，而且装调简便、使用可靠，只需一个这样的集成电路，就可完成3只TCA785与1只KJ041、1只KJ042或5只KJ(3只KJ004、1只KJ041、1只KJ042)(或KC)系列器件组合才能具有的三相移相功能。因此，TC787可广泛应用于三相半控、三相全控、三相过零等电力电子、机电一体化产品的移相触发系统，从而取代TCA785、KJ004、KJ009、KJ041、KJ042等同类电路，为提高整机寿命、缩小体积、降低成本提供了一种新的、更加有效的途径。TC787的引脚排列图各引脚的名称、功能及用法如下──(1)同步电压输入端：引脚1(Vc)、引脚2(Vb)及引脚18(Va)为三相同步输入电压连接端。应用中，分别接经输入滤波后的同步电压，同步电压的峰值应不超过TC787的工作电源电压VDD。(2)脉冲输出端：在半控单脉冲工作模式下，引脚8(C)、引脚10(B)、引脚12(A)分别为与三相同步电压正半周对应的同相触发脉冲输出端，而引脚7(-B)、引脚9(-A)、引脚11(-C)分别为与三相同步电压负半周对应的反相触发脉冲输出端。当TC787或TC788被设置为全控双窄脉冲工作方式时，引脚8为与三相同步电压中C相正半周及B相负半周对应的两个脉冲输出端；引脚12为与三相同步电压中A相正半周及C相负半周对应的两个脉冲输出端；引脚11为与三相同步电压中C相负半周及B相正半周对应的两个脉冲输出端；引脚9为与三相同步电压中A相同步电压负半周及C相电压正半周对应的两个脉冲输出端；引脚7为与三相同步电压中B相电压负半周及A相电压正半周对应的两个脉冲输出端；引脚10为与三相同步电压中B相正半周及A相负半周对应的两个脉冲输出端。(3)控制端①引脚4(Vr)：移相控制电压输入端。该端输入电压的高低，直接决定着TC787输出脉冲的移相范围，应用中接给定环节输出，其电压幅值最大为TC787的工作电源电压VDD。②引脚5(Pi)：输出脉冲禁止端。该端用来进行故障状态下封锁TC787的输出，高电平有效，应用中，接保护电路的输出。③引脚6(Pc)：TC787工作方式设置端。当该端接高电平时，TC787输出双脉冲列；而当该端接低电平时，输出单脉冲列。④引脚13(Cx)：该端连接的电容Cx的容量决定着TC787或TC788输出脉冲的宽度，电容的容量越大，则脉冲宽度越宽。⑤引脚14(Cb)、引脚15(Cc)、引脚16(Ca)：对应三相同步电压的锯齿波电容连接端。该端连接的电容值大小决定了移相锯齿波的斜率和幅值，应用中分别通过一个相同容量的电容接地。(4)电源端TC787可单电源工作，亦可双电源工作。单电源工作时引脚3(VSS)接地，而引脚17(VDD)允许施加的电压为8～18V。双电源工作时，引脚3(VSS)接负电源，其允许施加的电压幅值为-4～-9V，引脚17(VDD)接正电源，允许施加的电压为+4～+9V。二、内部结构及工作原理简介TC787的内部结构及工作原理框图如图所示。由图可知，在它们内部集成有三个过零和极性检测单元、三个锯齿波形成单元、三个比较器、一个脉冲发生器、一个抗干扰锁定电路、一个脉冲形成电路、一个脉冲分配及驱动电路。它们的工作原理可简述为：经滤波后的三相同步电压通过过零和极性检测单元检测出零点和极性后，作为内部三个恒流源的控制信号。三个恒流源输出的恒值电流给三个等值电容Ca、Cb、Cc恒流充电，形成良好的等斜率锯齿波。锯齿波形成单元输出的锯齿波与移相控制电压Vr比较后取得交相点，该交相点经集成电路内部的抗干扰锁定电路锁定，保证交相唯一而稳定，使交相点以后的锯齿波或移相电压