浅谈如何设计可控整流电路

【摘 要】可控整流电路形式多样，要设计一个可控整流电路，需要如何选择晶闸管型号、选择变压器容量、选择导线。本文通过具体的实例介绍如何合理的设计电路。

【关键词】可控；整流；设计

如何根据用户的要求去设计一个可控整流电路，首先要知道可控整流电路的形式。所以了解可控整流电路的形式就有必要了。可控整流电路根据电源的相数分成单相、三相与多相可控整流电路，根据负载的性质分成阻性负载与感性负载，根据电路的结构形式分成半波与全波电路。有了这个分类以后，作为设计人员就应该清楚这些电路的结构。这是作为设计可控整流电路的第一步。

在任何一个可控整流电路中，其次要知道变压器的容量，电路中晶闸管的型号，导线的粗细。知道这三个内容，设计电路就变得很简单。

首先来谈一谈晶闸管型号的问题。要想选中一只你想要的晶闸管，那么你至少要知道晶闸管工作的额定电压，对于晶闸管的额定电压是一个瞬时值，工作中晶闸管的外加电压超过反向击穿电压，就会使晶闸管击穿造成永久损坏，若加电压超过正向转折电压，晶闸管会“硬导通”，造成失控，多次“硬导通”也会损坏器件。在使用过程中由于环境温度偏高或是散热不良好，使晶闸管正反向转折电压下降，考虑在使用过程中各种因数，各种过电压情况。在选择晶闸管额定电压时一定要考虑电压安全余量。晶闸管的额定电压就为正常工作时所承受的峰值电压的2-3倍。。其次是晶闸管的额定电流，晶闸管额定电流的定义是在环境温度为400C和规定的冷却条件，晶闸管在阻性负载且导通角度不小于1700单相工频正弦半波电路中，当结温稳定且不超过额定结温允许的最大通态平均电流。在实际应用中晶闸管额定电流有效值大于晶闸管在电路中可能流过的最大电流有效值，考虑余量问题选择晶闸管电流应该满足。只要知道这两个参数对于晶闸管的选择就很容易。

现在我们通过一个具体的实例来设计一个可控整流电路。用户提出了一个要求，是设计一个单项全控桥式整流电路带阻性负载，负载电阻4，流过负载中的电流在0～25A之间变化，取电流密度j=6A/mm2。

1.设计分析

电路如图一所示，要设计这一个电路就需要选择变压器、晶闸管以及联接用的导线。首先说变压器的选择在不考虑实际损耗的情况下必须知道i2电流，这个电流是由晶闸管1、4导通，其流通路径是a-VT1-R-VT4-b，晶闸管2、3导通，其流通的路径是b-VT3-R-VT2-a。在一个正弦周期中，i2有正有负，在变压器T中就不存在直流磁化的问题，在不考虑损耗的前提下变压器的容量。其次是晶闸管的选择，根据前面介绍了晶闸管的具体参数指标，只要能知道晶闸管流过的电流最大值，考虑一定的余量取，还有就是晶闸管不导通时所承受的最大电压，考虑一定的余量，取。再次就是导线的选择，知道这个电路中电流大小根据电流除以电流密度，就能选出导线。

2.具体的计算过程

根据单项全控桥可控整流上负载平均值的概念得到

根据分析中的晶闸管电压、电流的余量

一个单相全桥的可控整流电路就设计好了，回顾这一过程，就是分成三步。第一步、根据用户要求画出具体的电路图。第二步、根据电路中各元件的工作过程画出负载上电压电流的波形。第三步、根据平均值、有效值的概念求出晶闸管流过的电流，承受的电压，计算出变压器的容量，导线的粗细。

根据上面的步骤，现在我们再举一实例来如何设计设计可控整流电路。用户提出要求是：设计一个三相全桥可控整流电路，大电感负载，

1.设计分析

电路图形如图二所示，在这个图形中晶闸管的选择也是两个参数，一个是电压，一个是电流。考虑余量后电压的选择是，只是在任何时刻晶闸管承受的电压都是线电压。电流的选择是。因为是大电感负载，所以负载里面的电流连续且平直。

不管是单相的可控整流电路还是三相可控整流电路，不管是阻性负载还是感性负载的可控整流电路的设计都有规律可循。分成三个步骤：1、根据用户要求给出电路图。2、有了电路图对图分析负载上电压、电流的变化，根据平均值、有效值的概念求出电压电流的大小。3、计算出电路图中的所有元件的参数。

给出了设计可控整流电路的具体步骤，任何一个可控整流电路就可以根据给出的三个步骤来具体的设计。这个就可以做到举一反三。降低了设计的难度。让具有一定图形分析基础的人也能够得心应手的充当设计师。

参考文献：

[1] 杨立林 电力电子技术.第一版.成都.西南交通大学出版社，2009.

[2] 冷增祥，徐以荣.电力电子技术基础.南京.东南大学出版社，2008.