图3.1.5 过流、过电压保护电路
3.1.5 总电路原理图
图3.1.6 总电路原理图
3.2 参数计算
3.2.1 晶闸管参数的计算
输出直流电压3-30V可调，最大输出直流电流30A 输出最大功率P=UI=900W
1π22输出平均电压为： U0?UL=?2U2sinωtd(ωt)=U2=0.9 U2
0ππ XI
流过负载的平均电流为： IL=
22U20.9 U2= RLπRL晶闸管所承受的最大反向电压为：UR max=2U2 脉动系数S=
42U23π22U22==0.67 3π电源电压交流220V/50Hz ，输出功率：900W ，移相范围：0°~180°。 设外电阻Rd=1.25Ω
为了计算参数且能符合要求，设触发角α=0°，由公式 P=Ud2/R 可算得Ud=Uo=30V。U2=30V/0.9=33.33V
晶闸管所承受的最大反向电压为：UR max=2U2=47.14V 晶闸管的选择UVT=(2~3)U2=66V~99V,取UVT=80V 3.2.2 变压器参数的计算 变压器一 、二次侧电流的计算
P=Id2R Id =30A U1/Ud=220/35 N1/N2=6.28 N2/N1=0.159 I1=Id/4=4.78 A 变压器容量的计算S=U1I1=220×4.78=1.05kVA 变压器型号的选择N1:N2=6.28：1 ; S=1.05kVA 3.3 元件选择 3.3.1 整流元件的选择
由于单相双半波整流带阻性负载主电路主要元件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。
晶闸管的主要参数如下： （1）额定电压UNVT
① 断态重复峰值电压UDRM
断态重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的峰值电压。
②反向重复峰值电压URRM
反向重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。
通常取UDRM和URRM中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压要留有一定裕量，应为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。
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晶闸管的额定电压 UNVT??minUDRM,URRM?
UNVT ≥（2～3）22U2 UNVT ：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压 UNVT =(2--3)22U2=（141.4-212.1）V 通过晶闸管的电流的平均值IvT(AV) （2）额定电流INVT
Ivt(AV)=Id/2=15A
Im=πIVt(AV)=47.1A
晶闸管的选择原则：
1.所选晶闸管电流有效值IVT大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。 2.选择时考虑（1.5～2）倍的安全裕量。即
INVT?(1.5~2)IVT/1.57=（28.65-38.25）A INVT =30A 则晶闸管的额定电流为INVT=30A. 在本次设计中选用2个KP30-2的晶闸管. 3.3.2 保护元件的选择 变压器二次侧熔断器的选择
采用快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。在选择快熔时应考虑：
1）电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定。
2）电流容量应按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。快熔一般与电力半导体器件串联连接，在小容量装置中也可串接于阀侧交流母线或直流母线中。
3）快熔的I2t值应小于被保护器件的允许I2t值。
4）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间电流特性。 因为晶闸管的额定电流为20A,快速熔断器的熔断电流大于1.5倍的晶闸管额定电流，所以快速熔断器的熔断电流为30A。 相控触发芯片的选择
相控触发电路芯片选择KJ004集成触发电路芯片构成的集成触发器KJ004可控硅移相电路可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。器件输出两路相差180度的移相脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉
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冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。 芯片引脚功能
功 能 引线脚号 输出 空 锯齿波形成 3 4 -Vee(1kΩ) 空 地 同步输综合比入 8 较 9 空 微分阻容 封锁调制 输出 +Vcc 1 2 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 4 软件电路设计及描述
4.1 绘制电路图 4.1.1 主电路图
图4.1.1 主电路仿真图
4.1.2 触发电路图
由于multisim中没有直接的KJ004芯片，所以触发电路用脉冲发生器来代替，如图4.1.2，其中调节触发延迟脚只需调节delay time，如α=30°，则delay time为20*（30/360）=1.667ms。
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图4.1.2 触发电路仿真图
图4.1.3 脉冲发生器参数设置图
4.1.3 保护电路图
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