单相交流调压电路仿真研究课程设计(编辑修改稿)

单相交流调压电路仿真研究课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

大功率 半导体 器件。 在性能上 ,晶闸管不仅具有单向导电性 ,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性 ,它只有导通和关断两种状态。 三、晶体管的工作原理分析 在分析 SCR 的工作原理时，常将其等效为两个晶体管 V1和 V2串级而成。 此时， 其工作过程如下： 如果 IG(门极电流 )注入 V2 基极， V2 导通，产生 IC2（ β 2IG ）。 它同时为 V1的基极电流，使 V1 导通，且 IC1= β 1IC2,IC1 加上 IG 进一步加大 V2 的基极电流，从而形成强烈的正反馈，使 很快进入完全饱和状态。 此时 SCR 饱和导通，通过 SCR 的电流由 R确定为 EA/R。 UAK 之间的压降相当于一个 PN 结加一个三极管的饱和压降约为 1V。 此时，将IG调整为 0，即 UGK0，也不能解除正反馈， G 极失去控制作用。 晶闸管静态工作特性：只有当晶闸管承受正向电压并且有门极触发电流的情况下才 能导通。 导通后，门极失去控制作用，不论门极触发电流是否存在，都保持导通，只有通过外电路使得流过晶闸管的电流为零才能让晶闸管关断。 RN P NP N PAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a) b) 图 16 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理图 a)双晶体管模型 b)工作原理 皖西学院 单相交流调压电路仿真研究 9 为了分析负载电流 oi 的表 达式及导通角  与  、  之间的关系，假设电压坐标原点如图所示，在 t 时刻晶闸管 T1导通，负载电流 i0 应满足方程： L0Riddtio= iu = iU2 sin t 其初始条件为： i0 | t =0, 解该方程，可以得出负载电流 i0 在  ≤ t ≤  区间内的表达式为： i0 = ])s i n ()[ s i n ()(2 t a n/)(2  ti etLR U . 当 t =  时， i0 =0，代入上式得，可求出  与  、  之间的关系为： sin（   ） =sin（   ） e tan/ 利用上式，可以把  与  、  之间的关系用下图的一簇曲线来表示。 图 17 与  、  之间的关系曲线 图中以  为参变量，当  =0 0 时代表电阻性负载，此时  =180  ；若  为某一特定角度，则当    时，  =180  ，当   时，  随着  的增加而减小。 上述电路在控制角为  时，交流输出电压有效值 UO 、负载电流有效值 Io、晶闸管电流有效值 IT分别为： Uo =Ui  )22s in(2s in  皖西学院 单相交流调压电路仿真研究 10 I0 =2I maxo IT* IT= 2 I maxo IT* 式中， I maxo 为当  =0 时，负载电流的最大有效值，其值为： I maxo = 22 )( lRUi IT* 为晶闸管有效值的标玄值，其值为： IT* =   c os2 )2c os (s in2  由上式可以看出， IT* 是  及  的函数下图给出了以负载阻抗角  为参变量时，晶闸管电流标幺值与控制角  的关系曲线。 18 晶闸管电流标幺值与控制角  的关系曲线 当  、  已知时，可由该曲线查出晶闸管电流标幺值，进而求出负载电流有效值 I0 及晶闸管电流有效值 IT。 皖西学院 单相交流调压电路仿真研究 11 路及触发电路 （总电路） 图如下 : 图 19 Protues IsIs 下画的 单相交流调压主电路及触发电路图 1．建立一个仿真模型的新文件。 在 MATLAB 的菜单栏上新建一个 Model文件这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 Simulink 菜单下面找到 Simpowersystems 和 Simulink 从中找出所需的晶闸管，交流电源，电压表，电流表，示波器，阻感负载等。 皖西学院 单相交流调压电路仿真研究 12 ，如下图 110所示 图 110 仿真模型图 注：上图是截图，示波器所测波形从上至下依次是脉冲 脉冲 晶闸管电流、晶闸管电压、负载电流、负载电 压波形。 ⑴ 触发脉冲参数设置如下图所示 : 其中将周期（ period）设置为 触发脉冲宽度（ pulse width）设置为 5 相位滞后（ phase delay）脉冲一触发角可设为 A= 之间的任意数，脉冲二的触发角为 B=A+，他们之间的对应关系如下： 触发角α 相位滞后 换算公式 0 0 相 位滞后 =(触发角 /180) 30 60 90 120 150 180 皖西学院 单相交流调压电路仿真研究 13 ⑵负。