電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--單向交流調(diào)壓控制燈光亮度的設(shè)計(jì)

1、<p>　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　單向交流調(diào)壓控制燈光亮度的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　學(xué) 號： </b></p>

2、<p>　　專 業(yè)： 自 動(dòng) 化</p><p>　　班 級： 2010 級6班</p><p><b>　　設(shè)計(jì)日期： </b></p><p><b>　　2012年12月</b></p><p>　　自動(dòng)化學(xué)院2010級自動(dòng)化專業(yè)</p><p>

3、;　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的和任務(wù)</p><p>　　電力電子技術(shù)是研究利用電力電子器件、電路理論和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對電能的控制、變換和傳輸?shù)目茖W(xué)，其在電力、工業(yè)、交通、通信、航空航天等很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。電力電子技術(shù)不但本身是一項(xiàng)高新技術(shù)，而且還是其它多項(xiàng)高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，提高學(xué)生的電力電子領(lǐng)域綜合設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用能力是教學(xué)計(jì)劃中

4、必不可少的重要一環(huán)。</p><p>　　通過電力電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下幾個(gè)目的：</p><p>　　1、培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力，特別是如何利用Intel網(wǎng)檢索需要的文獻(xiàn)資料。</p><p>　　2、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。</p><p>　　3、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。</p>

5、<p>　　4、提高學(xué)生的電力電子裝置分析和設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　5、提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫水平。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　1. 教師確定方向，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自立題目</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p&g

6、t;　?、?所立題目必須是某一電力電子裝置或電路的設(shè)計(jì)，題目難度和工作量要適應(yīng)在一周內(nèi)完成，題目要結(jié)合工程實(shí)際。學(xué)生也可以選擇規(guī)定題目方向外的其他電力電子裝置設(shè)計(jì)，如開關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、UPS電源等，但不允許選擇其他班題目方向的內(nèi)容設(shè)計(jì)（復(fù)合變換除外）。</p><p>　?、?通過圖書館和Intel網(wǎng)廣泛檢索和閱讀自己要設(shè)計(jì)的題目方向的文獻(xiàn)資料，確定適應(yīng)自己的課程設(shè)計(jì)題目。自立題目后，首先要明確自己課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)

7、內(nèi)容。要給出所要設(shè)計(jì)裝置（或電路）的主要技術(shù)數(shù)據(jù)（如輸入技術(shù)數(shù)據(jù)，輸出技術(shù)數(shù)據(jù)，裝置容量的大小以及裝置要具有哪些功能）。如：</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主要技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　輸入交流電源：</b></p><p>

8、　　三相380V10% f=50Hz</p><p><b>　　直流輸出電壓：</b></p><p><b>　　0~220V</b></p><p>　　50~220V范圍內(nèi)，直流輸出電流額定值100A</p><p>　　直流輸出電流連續(xù)的最小值為10A</p><p&

9、gt;<b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p><b>　　整流電路的選擇</b></p><p>　　整流變壓器額定參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　晶閘管電流、電壓額定的選擇</p><p>　　平波電抗器電感值的計(jì)算</p><p><b>　　保護(hù)電路的

10、設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖</p><p>　　列出主電路和控制電路所用元器件的明細(xì)表</p><p>　　2. 在整個(gè)設(shè)計(jì)中要注意培養(yǎng)靈活運(yùn)用所學(xué)的電力電子技術(shù)知識和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力。要求具體電路

11、方案的選擇必須有論證說明，要說明其有哪些特點(diǎn)。具體電路元器件的選擇應(yīng)有計(jì)算和說明。課程設(shè)計(jì)從確定方案到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須在檢索、閱讀及分析研究大量的相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過刨析、提煉，設(shè)計(jì)出所要求的電路（或裝置）。課程設(shè)計(jì)中要不斷提出問題，并給出這些問題的解決方法和自己的研究體會。（注意：所確定的主電路方案如果沒有論證說明，成績不能得優(yōu)；設(shè)計(jì)報(bào)告最后給出設(shè)計(jì)中所查閱的參考文獻(xiàn)最少不能少于5篇，且文中有引注，否則也不能得優(yōu)）。</p

12、><p>　　3. 在整個(gè)設(shè)計(jì)中要注意培養(yǎng)獨(dú)立分析和獨(dú)立解決問題的能力。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)力完成所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主電路和控制電路等詳細(xì)的設(shè)計(jì)（包括計(jì)算和器件選型），嚴(yán)禁抄襲。</p><p>　　4. 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是主電路的設(shè)計(jì)，主電路的分析說明，主電路元器件的計(jì)算和選型，以及控制電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　5. 課題設(shè)計(jì)報(bào)告要求圖表規(guī)范，文字通順，

13、邏輯性強(qiáng)。</p><p>　　6. 課題設(shè)計(jì)報(bào)告字?jǐn)?shù)要求為6000字左右。（A4紙打印8頁左右）</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃</p><p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí)間6天。第1天上午，指導(dǎo)教師向?qū)W生講授課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)、設(shè)計(jì)方法和注意事項(xiàng)。第1天下午和第2天學(xué)生到圖書館和Intel網(wǎng)上按照指導(dǎo)教師的要求查找所需要的文獻(xiàn)，并在閱讀分析中確定自己的研究題

14、目、技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容，交指導(dǎo)教師審閱。第3天學(xué)生的主要任務(wù)是確定方案。第4天至第6天，學(xué)生的任務(wù)是綜合所學(xué)知識，進(jìn)行主電路和控制電路的設(shè)計(jì)，撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　四、各班的題目方向</b></p><p>　　5班題目方向：相控整流技術(shù)的工程應(yīng)用</p><p>　　6班題目方向：交流調(diào)壓或調(diào)功技術(shù)的工程應(yīng)用<

15、/p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.引言-------------------------------------------------------------------------------2</p><p>　　2.單向交流調(diào)壓電路原理--------------------------------------

16、-----------------3</p><p>　　3.方案論述-------------------------------------------------------------------------8</p><p>　　4.器件的選擇---------------------------------------------------------------------

17、-8</p><p>　　5.主電路的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------9</p><p>　　5.1 主電路工作原理--------------------------------------------------------------------------9</p>

18、<p>　　5.2 電路圖設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------------------9</p><p>　　6.觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------10</p><p>

19、　　7.使用multisim的仿真-------------------------------------------------------13</p><p>　　8.小結(jié)-----------------------------------------------------------------------------14</p><p>　　9.參考文獻(xiàn)-----------

20、------------------------------------------------------------15</p><p><b>　　燈光調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一．緒論</b></p><p>　　電力電子技術(shù)是20世紀(jì)后半葉誕生和發(fā)展的一門嶄新的技術(shù)。可以預(yù)見在21世紀(jì)電力

21、電子技術(shù)仍將以迅猛的速度發(fā)展。電力電子器件的發(fā)展對電力電子技術(shù)的發(fā)展起著決定性的作用。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的工業(yè)電能的科學(xué)，而它現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)該專業(yè)人才中占有重要地位。</p><p>　　只改變電壓、電流或?qū)﹄娐返耐〝噙M(jìn)行控制，而不改變頻率的電路稱為交流電力控制電路。在每個(gè)半周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓

22、的有效值，這種電路稱為交流調(diào)壓電路。</p><p>　　交流調(diào)壓電路廣泛應(yīng)用于燈光控制及異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速等設(shè)計(jì)上。在供用電系統(tǒng)中，這種電路還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外，在高電壓小電流或低電壓大電流的直流電源中，也常采用交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路，高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián)；同樣，低電壓大電流直流電源需要很多哦晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的

23、。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓，其電壓電流值都不太大也不會太小。在變壓器二次側(cè)只需要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小，成本低，易于設(shè)計(jì)制造。</p><p>　　交流調(diào)壓電路可分為單相交流調(diào)壓電路和三相交流調(diào)壓電路。對亮度可連續(xù)調(diào)節(jié)燈光電路，用單相交流調(diào)壓電路就可實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　二．單向交流調(diào)壓電路原理</p><p><b>　　

24、電阻負(fù)載 </b></p><p>　　圖1、圖2分別為反電勢電阻負(fù)載單相交流調(diào)壓電路圖及其波形。圖中的晶閘管VT1和VT2也可以用一個(gè)雙向晶閘管代替。在交流電源U2的正半周和負(fù)半周，分別對VT1和VT2的移相控制角 進(jìn)行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　

25、圖1-2.</b></p><p>　　正、負(fù)半周起始時(shí)刻（=0），均為電壓過零時(shí)刻。在時(shí)，對VT1施加觸發(fā)脈沖，當(dāng)VT1正向偏置而導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電壓波形與電源電壓波形相同；在時(shí)，電源電壓過零，因電阻性負(fù)載，電流也為零，VT1自然關(guān)斷。在時(shí)，對VT2施加觸發(fā)脈沖，當(dāng)VT2正向偏置而導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電壓波形與電源電壓波形相同；在時(shí)，電源電壓過零，VT2自然關(guān)斷。</p><p>　　當(dāng)

26、電源電壓反向過零時(shí)，由于反電動(dòng)勢負(fù)載阻止電流變化，故電流不能立即為零，此時(shí)晶閘管導(dǎo)通角的大小，不但與控制角有關(guān)，而且與負(fù)載阻抗角有關(guān)。兩只晶閘管門極的起始控制點(diǎn)分別定在電源電壓每個(gè)半周的起始點(diǎn)。穩(wěn)態(tài)時(shí)，正負(fù)半周的相等，負(fù)載電壓波形是電源電壓波形的一部分，負(fù)載電流（電源電流）和負(fù)載電壓的波形相似。</p><p><b>　　阻感負(fù)載</b></p><p>　　由于感

27、性負(fù)載本身滯后于電壓一定角度，再加上相位控制產(chǎn)生的滯后，使得交流調(diào)壓電路在感性負(fù)載下大的工作情況更為復(fù)雜，其輸出電壓、電流波形與控制角、負(fù)載阻抗角都有關(guān)系。其中負(fù)載阻抗角,相當(dāng)于在電阻電感負(fù)載上加上純正弦交流電壓時(shí)，其電流滯后于電壓的角度為。為了更好的分析單相交流調(diào)壓電路在感性負(fù)載下的工作情況，此處分三種工況分別進(jìn)行討論。</p><p>　?。?） 情況，如圖1-3波形如圖1-4</p>&l

28、t;p><b>　　圖1-3.</b></p><p>　　上圖所示為單相反并聯(lián)交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載時(shí)的電路圖，以及在控制角觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)的輸出波形圖，同電阻負(fù)載一樣，在的正半周角時(shí)，觸發(fā)導(dǎo)通，輸出電壓等于電源電壓，電流波形從0開始上升。由于是感性負(fù)載，電流滯后于電壓，當(dāng)電壓達(dá)到過零點(diǎn)時(shí)電流不為0，之后繼續(xù)下降，輸出電壓出現(xiàn)負(fù)值，直到電流下降到0時(shí)，自然關(guān)斷，輸出電壓等于0，正半周結(jié)束，

29、期間電流從0開始上升到再次下降到0這段區(qū)間稱為導(dǎo)通角。由后面的分析可知，在工況下，因此在脈沖到來之前已關(guān)斷，正負(fù)電流不連續(xù)。在電源的負(fù)半周導(dǎo)通，工作原理與正半周相同，在斷續(xù)期間，晶閘管兩端電壓波形如圖1-4所示。</p><p>　　為了分析負(fù)載電流的表達(dá)式及導(dǎo)通角與、之間的關(guān)系，假設(shè)電壓坐標(biāo)原點(diǎn)如圖所示，在時(shí)刻晶閘管T導(dǎo)通，負(fù)載電流i應(yīng)滿足方程</p><p><b>　　L=

30、=sin</b></p><p>　　其初始條件為 i|=0,</p><p>　　解該方程，可以得出負(fù)載電流i在≤≤區(qū)間內(nèi)的表達(dá)式為</p><p><b>　　i=.</b></p><p>　　當(dāng)=時(shí)，i=0，代入上式得，可求出與、之間的關(guān)系為</p><p&

31、gt;　　sin（-）=sin（-）e</p><p>　　利用上式，可以把與、之間的關(guān)系用下圖的一簇曲線來表示。</p><p>　　圖1-5 與、之間的關(guān)系曲線</p><p>　　圖中以為參變量，當(dāng)=0時(shí)代表電阻性負(fù)載，此時(shí)=180-；若為某一特定角度，則當(dāng) 時(shí)，=180 ，當(dāng)>時(shí)，隨著的增加而減小。</p><p>

32、　　上述電路在控制角為時(shí)，交流輸出電壓有效值U、負(fù)載電流有效值I、晶閘管電流有效值I分別為</p><p><b>　　U=U</b></p><p><b>　　I=2I</b></p><p><b>　　I= I</b></p><p>　　式中，I為當(dāng)=0時(shí)，負(fù)載電流的

33、最大有效值，其值為</p><p><b>　　I=</b></p><p>　　為晶閘管有效值的標(biāo)玄值，其值為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　由上式可以看出，是及的函數(shù)下圖給出了以負(fù)載阻抗角為參變量時(shí)，晶閘管電流標(biāo)幺值與控制角的關(guān)系曲線。</p><

34、;p>　　當(dāng)、已知時(shí)，可由該曲線查出晶閘管電流標(biāo)幺值，進(jìn)而求出負(fù)載電流有效值I及晶閘管電流有效值I。</p><p><b>　　（2）=情況</b></p><p>　　當(dāng)控制角=時(shí)，負(fù)載電流i的表達(dá)式中的第二項(xiàng)為零，相當(dāng)于滯后電源電壓角的純正弦電流，此時(shí)導(dǎo)通角=180，即當(dāng)正半周晶閘管T關(guān)斷時(shí)，T恰好觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載電流i連續(xù)，該工況下兩個(gè)晶閘管相當(dāng)于兩個(gè)二極

35、管，或輸入輸出直接相連，輸出電壓及電流連續(xù)，無調(diào)壓作用。</p><p><b>　　(3) 情況</b></p><p>　　在工況下，阻抗角相對較大，相當(dāng)于負(fù)載的電感作用較強(qiáng)，使得負(fù)載電流嚴(yán)重滯后于電壓，晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間較長，此時(shí)式仍然適用，由于，公式右端小于0，只有當(dāng)時(shí)左端才能小于0，因此，如圖所示，如果用窄脈沖觸發(fā)晶閘管，在時(shí)刻被觸發(fā)導(dǎo)通，由于其導(dǎo)通角大于18

36、0，在負(fù)半周時(shí)刻為發(fā)出出發(fā)脈沖時(shí)，還未關(guān)斷，因受反壓不能導(dǎo)通,繼續(xù)導(dǎo)通直到在時(shí)刻因電流過零關(guān)斷時(shí)，的窄脈沖已撤除，仍然不能導(dǎo)通，直到下一周期再次被觸發(fā)導(dǎo)通。這樣就形成只有一個(gè)晶閘管反復(fù)通斷的不正常情況，始終為單一方向，在電路中產(chǎn)生較大的直流分量；因此為了避免這種情況發(fā)生，應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)方式。</p><p>　　綜上所述，當(dāng)單相交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載時(shí)，為了可靠、有效的工作，并實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的，應(yīng)使控制角

37、的移相范圍保持在之間，同時(shí)為了避免出現(xiàn)直流分量，晶閘管的控制脈沖應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。 </p><p><b>　　三、方案論述</b></p><p>　　晶閘管工作波形的變化可以使得電流發(fā)生變化，可采用電阻或電感串接在電路中來改變它的工作區(qū)域。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，我們可以利用控制觸發(fā)滯后角的方法,控制輸出電壓。晶閘管承受正

38、向電壓開始到觸發(fā)點(diǎn)之間的電角度稱為觸發(fā)滯后角。在有效移相范圍內(nèi)改變觸發(fā)滯后角，即能改變輸出電壓。有效移相范圍隨負(fù)載功率因數(shù)不同而不同，電阻性負(fù)載最大,純感性負(fù)載最小。相控交流調(diào)壓電路輸出電壓包含較多的諧波分量，當(dāng)負(fù)載是電動(dòng)機(jī)時(shí)，會使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附加諧波損耗。另外它還會引起電源電壓畸變。為減少對電源和負(fù)載的諧波影響，可在電源側(cè)和負(fù)載側(cè)分別加濾波網(wǎng)絡(luò)。</p><p><b>　　四、器件的選擇&l

39、t;/b></p><p>　　查閱資料可得，適合的元件如下：</p><p>　　同時(shí)，需要用作觸發(fā)電路的KC05可控硅移向觸發(fā)器。</p><p><b>　　五、主電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 主電路的工作原理</p><p>　　交流調(diào)光燈電路原理圖 D1、D2、D

40、3、D4 構(gòu)成整流電路，它們與R、D6、D62CW5構(gòu)成了控制電路，能夠控制晶閘管導(dǎo)通。而R3和C2起到保護(hù)晶閘管的作用。</p><p>　　假設(shè)晶閘管導(dǎo)通，則其正半周期為2-D1-VT1-D4-RL-1；其負(fù)半周期是 1-RL-D2-VT1-D3-2。</p><p>　　在整個(gè)電路中控制角越小，負(fù)載燈泡RL越亮。</p><p>　　在無控制電路的情況下，交流

41、電源承受正向電壓。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路導(dǎo)通時(shí)，經(jīng)整流后流經(jīng)R1-D5-R6-RP3-C1；晶閘管導(dǎo)通后，控制電路短路；改變RP3的值可以改變電容C的充放電速度的快慢。R越大，C充電時(shí)間越長。</p><p><b>　　5.2 電路圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　如上圖所示，RL為被控制的燈泡。并聯(lián)在單向調(diào)壓電路中，通過電壓變化調(diào)節(jié)亮度。</p>&l

42、t;p>　　在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過電壓、過電流、du/dt保護(hù)和di/dt 保護(hù)也是必要的。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)晶閘管的過電流保護(hù)，我們常常在設(shè)計(jì)電路中加入熔斷器FU。它能針對晶閘管熱容量小，過電流能力差的特點(diǎn)，有效地保護(hù)大功率半導(dǎo)體元件使其不被燒壞。其熔斷時(shí)間小于20ms，能保證在晶閘管故障之前快融切斷短路故障。</p>&

43、lt;p>　　查閱資料可得，熔的額定電壓URN不小于線路正常工作電壓的均方根值；快熔的額定電流IRN應(yīng)按它所保護(hù)的元件實(shí)際流過的電流的均方根值來選擇，而不是根據(jù)元件型號上標(biāo)出的額定電流Ir(AV)來選擇，一般應(yīng)小于被保護(hù)晶閘管的額定有效值1.57 Ir(AV)。即可按下式選擇：</p><p>　　1.57 Ir(AV)≥IRN≥ITM (管子實(shí)際最大電流有效值)</p><p>　

44、　通過上述公式我們選擇熔斷器為RS3-80，額定電壓為250V,電流10A的快速熔斷器 。 </p><p><b>　　六、觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便。隨著集成電路制作技術(shù)的提高，晶閘管觸發(fā)電路的集成化已逐漸普及，現(xiàn)已逐步取代分立式電路。目前國內(nèi)常用的有KJ系列和KC系列，兩者生產(chǎn)廠家不同，

45、但很相似。</p><p>　　查閱資料可知，晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在需要要的時(shí)刻有阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，對反電動(dòng)勢負(fù)載的變流器應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)； 2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應(yīng)增加為器件最大觸發(fā)電流的3-5倍，脈沖前沿的陡度也許增加，一般需達(dá)1-2A/us；3）所提供的觸發(fā)脈

46、沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)；4）應(yīng)有的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。</p><p>　　分析上述情況，采用KC05可控硅移向觸發(fā)器是比較理想的。</p><p>　　KC05適用于雙向可控硅或二只反向并聯(lián)可控硅線路的交流相位控制；移相范圍寬，控制方式簡單，易于集中控制，有失交保護(hù)，輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)。是交流調(diào)光、調(diào)壓的理想電

47、路。</p><p>　　KC05的引腳如下圖所示：</p><p><b>　　主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：</b></p><p>　　1、 電源電壓：直流+15V 波動(dòng)±5%（±10%時(shí)有功能）</p><p>　　2、 電源電流：≤12mA</p><p>　　3、 同步電壓：≥

48、10V（有效值）</p><p>　　4、 移相范圍：≥170°</p><p>　　5、 移相輸入端偏置電流：≤10μA</p><p>　　6、 輸出脈沖寬度：100µS——2mS（改變脈寬電容）</p><p>　　7、 輸出脈沖幅度:≥13V(1KΩ負(fù)載)</p><p>　　8、 最大輸出

49、能力:200mA(吸入脈沖電流)</p><p>　　9、 輸出管反壓：BVceo ≥18V</p><p>　　10、 正負(fù)半周脈沖相位不均衡度：≤±3°</p><p>　　11、使用環(huán)境溫度：-10℃——+70℃</p><p>　　KC05觸發(fā)芯片具有鋸齒波形好，移相范圍寬，控制方式簡單，易于集中控制，有失交保護(hù)，

50、輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)，是交流調(diào)光，調(diào)壓的理想電路。KC05電路也適用于作半控或全控橋式線路的相位控制。同步電壓由KC05的15、16腳輸入，在TP1點(diǎn)可以觀測到鋸齒波，RP1電位器調(diào)節(jié)鋸齒波的斜率，Rp2電位器調(diào)節(jié)移相角度，觸發(fā)脈沖從第9腳，經(jīng)脈沖變壓器輸出。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察鋸齒波斜率是否變化，調(diào)節(jié)RP2，可以觀察輸出脈沖的移相范圍如何變化單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路原理圖如圖所示： </p><p>　　七、使用m

51、ultisim的仿真</p><p>　　七.使用multisim的仿真</p><p>　　通過multisim可以做出上述主電路的仿真。</p><p><b>　　仿真圖如下：</b></p><p>　　如圖所示的單向調(diào)壓電路，Q1，Q1組成互補(bǔ)型放大器，以構(gòu)成晶閘管的觸發(fā)電路。 220V交流電通過燈泡和經(jīng)D1～

52、D4橋式整流，輸出全波脈動(dòng)電壓，此電壓經(jīng)R2、R4、R5向電容C1充電，使Q2發(fā)射極電位不斷升高。當(dāng)高于其基極電壓時(shí)，Q1、Q2即導(dǎo)通，晶閘管D5門極即獲得觸發(fā)脈沖，D5導(dǎo)通。此時(shí)，電容C1通過Q1、Q2及R4放電，正電源又重新通過R2、R4與R5向其充電。所以，通過調(diào)節(jié)電位器的阻值可以改變Q2發(fā)射極輸出脈沖時(shí)間的前移或滯后，即改變晶閘管D5的導(dǎo)通角，亦即可調(diào)節(jié)燈光的亮度。</p><p>　　在仿真中需注意的是

53、，由于設(shè)計(jì)電路的時(shí)候未考慮諧波的影響，較小電壓輸出的時(shí)候，可能由于諧波較大的原因而影響仿真波形的準(zhǔn)確度，波形會發(fā)生較嚴(yán)重的畸變。</p><p>　　因此，本電路只適用于阻性負(fù)載的白熾燈調(diào)壓。在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)隨情況進(jìn)行諧波的調(diào)整。</p><p><b>　　八、小結(jié)</b></p><p>　　電力電子在自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)習(xí)中，占據(jù)著重要的地位。電

54、力電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)，對于我的自主學(xué)習(xí)能力和收集資料的能力都是必要的鍛煉，加深了解了在自動(dòng)化的學(xué)習(xí)過程中電力電子技術(shù)所起到的作用，同時(shí)對已經(jīng)學(xué)到的知識得到了較深的鞏固和提高。在課程設(shè)計(jì)過程中，查閱資料文獻(xiàn)，使用檢索平臺，利用網(wǎng)絡(luò)知識拓展視野，也是對能力的一個(gè)鍛煉和提高。</p><p>　　在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)查閱需要的信息的同時(shí)，我得以了解了高校中所教授的知識在實(shí)際生活和科學(xué)研究中的作用，了解相關(guān)知識的最新研究方向和

55、發(fā)展成果，掌握當(dāng)前社會的發(fā)展信息和未來的趨勢。</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)，對我提高分析問題、設(shè)計(jì)方案、查閱資料、解決問題的能力是一個(gè)重要的實(shí)踐。之前對于自己所學(xué)的知識，雖然已有一定的認(rèn)知，但是單單會做題，會應(yīng)付考試，而不清楚在實(shí)際中如何運(yùn)用。在此次課程設(shè)計(jì)中，我清楚地了解到所學(xué)的知識就在自己的生活周圍，每一個(gè)簡單細(xì)小的部分都包含了巨大的知識量。而如何運(yùn)用課本中的一切提高自己的動(dòng)手設(shè)計(jì)能力，便是當(dāng)今大學(xué)生最

56、需要培養(yǎng)的能力。光掌握理論知識，在科學(xué)研究中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。有效地解決問題的手段和別具一格的創(chuàng)新能力是現(xiàn)代的科研人才最需要的精神。對我們自己來說，在進(jìn)入大四之前，通過這樣的方式，對實(shí)際運(yùn)用能力多加鍛煉，無論是對將來的就業(yè)還是考研都是重要的環(huán)節(jié)。</p><p>　　同時(shí)，此次課程設(shè)計(jì)使我學(xué)會了如何使用matlab以及multisim畫電路圖和進(jìn)行電路仿真。在運(yùn)用軟件的過程中難免出現(xiàn)了各種各樣的問題，雖然沒能全部解決

57、，不過我已經(jīng)按照自己的設(shè)計(jì)做出了最理想的方案，并深刻認(rèn)識到自己的知識有限，水平還有待提高，以后應(yīng)該在怎樣的方向上更加努力。同時(shí)，通過實(shí)際操作見識了仿真軟件的強(qiáng)大功能和它在電路模擬中的作用。這對于曾經(jīng)只是單純鉆研課本知識的人來說是一個(gè)嶄新的平臺。</p><p>　　最后，我會更加努力地鉆研專業(yè)知識，學(xué)會更多解決問題的方法，更加靈活的思維方式，和更多查閱文獻(xiàn)瀏覽資料的手段，拓展自己的視野和知識面，在學(xué)習(xí)理論知識的同

58、時(shí)不忘培養(yǎng)實(shí)際操作能力，爭取在今后的學(xué)習(xí)中有一個(gè)飛躍。</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王兆安、黃俊. 電力電子技術(shù)（第四版）.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[2] 黃俊，半導(dǎo)體變流技術(shù)，第四版，機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[3] 王海