图3-3 TCA785锯齿波移相触发电路原理图
锯齿波斜率由电位器RP1 调节，RP2 电位器调节晶闸管的触发角。交流电源采用同步变压器提供，同步变压器与整流变压器为同一输入，根据TCA785能可靠地对同步交流电源的过零点进行识别，从而可保证触发脉冲与晶闸管的阳极电压保持同步。同步变压器的变比选为K?220/15?44/3?14。
四、保护电路设计
在电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，采用合适的过电压、过电流、保护和保护也是必要的。
4.1 过电压保护
以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。
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图4-1 过电压抑制措施及配置位置
F?避雷器 D?变压器静电屏蔽层 C?静电感应过电压抑制电容
RC1?阀侧浪涌过电压抑制用RC电路 RC2?阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路
RV?压敏电阻过电压抑制器 RC3?阀器件换相过电压抑制用RC电路 RC4?直流侧RC抑制电路 RCD?阀器件关断过电压抑制用RCD电路
（1）交流侧过电压保护
可采用阻容保护或压敏电阻保护。
① 阻容保护（即在变压器二次侧并联电阻R和电容C进行保护） 单相阻容保护的计算公式如下：
S：变压器每相平均计算容量（VA）；
U2：变压器副边相电压有效值（V）； i0%：变压器激磁电流百分值； Uk%：变压器的短路电压百分值。
当变压器的容量在（10—1000）KVA里面取值时i0%=(4—10)在里面取值，
Uk%=(5—10）里面取值。
电容C的单位为μF，电阻的单位为Ω。 电容C的交流耐压≥1.5Ue。
Ue：正常工作时阻容两端交流电压有效值。
根据公式算得电容值为2.3μF,交流耐压为150V，电阻值为27.04Ω， 在设计中我们取电容为3μF，电阻值为28Ω。
② 压敏电阻RV1的计算
U1mA=1.32U2=1.3×2×100=183.85V
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选MYG-40D210K型压敏电阻（允许偏差+10％）作交流侧浪涌过电压保护。 （2）直流侧过电压保护
直流侧保护可采用与交流侧保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成didt加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。
U1Ma?(1.8～2)UDC=(1.8～2.2)×101.31=182.36～222.88V 选MYG-40D210K型压敏电阻(允许偏差+10％)作直流侧过压保护。 （3）晶闸管两端的过电压保护
抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法，可查下面的经验值表确定阻容参数值。
表4-1 阻容保护的数值(一般根据经验选定) 晶闸管额定电流/A 10 20 50 100 200 500 电容/μF 0.1 0.15 0.2 0.25 0.5 1 电阻/Ω 100 80 40 20 10 5 由于，由上表可知选取C=0.1μF，R=100Ω。
1000 2 2 4.2 过电流保护
图4-2 过电流保护措施及配置位置
电子电路作为第一保护措施，快熔仅作为短路时的部分区段的保护，直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护，过电流继电器整定在过载时动作。
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快速熔断器的断流时间短，保护性能较好，是目前应用最普遍的保护措施。快速熔断器可以安装在直流侧、交流侧和直接与晶闸管串联。
与晶闸管串联的快速熔断器的选用一般遵循以下几条原则： （1）快速熔断器的额定电压应大于线路正常工作电压的有效值。 （2）快速熔断器的额定电流是指电流有效值，晶闸管额定电流是指电流平均值（通态电流平均值）。选用时要求快速熔断器的熔体额定电流小于被保护晶闸管额定电流所对应的有效值的1.57，同时要大于正常运行时线路中流过该元件实际电流有效值。即
式中 ——晶闸管通态电流平均值 ——快速熔断器的熔体额定电流 ——流过晶闸管的电流有效值
（3）熔断器（安装熔体的外壳）的额定电流应大于或等于熔体额定电流值。 接电阻-反电动势负载的单相全控桥电路，通过晶闸管的有效值，，那么选择比较合适。
选取RLS-10快速熔断器，熔体额定电流10A。
4.3 电流上升率的抑制
晶闸管初开通时电流集中在靠近门极的阴极表面较小的区域，局部电流密很大，然后以0.1mm/μs的扩展速度将电流扩展到整个阴极面，若晶闸管开通时电流上升率过大，会导致PN结击穿，必须限制晶闸管的电流上升率使其在合适的范围内。其有效办法是在晶闸管的阳极回路串联入电感。如图4-3所示。
图4-3 串联电感抑制回路
4.4 电压上升率的抑制
加在晶闸管上的正向电压上升率也应有所限制,如果过大，由于晶闸管结电
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容的存在而产生较大的位移电流，该电流可以实际上起到触发电流的作用，使晶闸管正向阻断能力下降，严重时引起晶闸管误导通。为抑制的作用，可以在晶闸管两端并联R-C阻容吸收回路。如图4-4所示。
图4-4 并联R-C阻容吸收回路
五、系统MATLAB仿真
5.1 MATLAB软件介绍
本次系统仿真采用目前比较流行的控制系统仿真软件MATLAB，使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真的主要方法有两种，一是以控制系统的传递函数为基础，使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究。另外一种是面向控制系统电气原理结构图，使用Power System工具箱进行调速系统仿真的新方法。本次系统仿真采用后一种方法。
5.2 系统建模与参数设置
单相全控桥式整流电路模型主要由交流电源、同步触发脉冲、晶闸管全控桥、电阻-反电动势负载、测量等部分组成。采用MATLAB面向电气原理结构图方法构成的单相全控桥式整流电路仿真模型如图5-1所示。(仿真工具：matlab R1010a)
图5-1 单相全控桥式整流电路仿真模型
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