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1、晶闸管直流稳压电源是通过三相全控桥式整流电路把交流电转化为稳定的直流电直接向负载供电的装置。它性能好、价格便宜、工作可靠，被广泛应用于精密电子测量仪器、自动控制装置和电子计算机中等。其设计重点是保证较高的电能转化效率和输出直流电压的稳定性。本文着重介绍了晶闸管直流稳压电源的主电路和触发电路，其主电路由整流变压器、三相全控桥式整流电路和滤波电路组成。其触发电路由同步变压器，KJ004、KJ041 和 ULN2003，以及六个脉冲变压器组成。产生六路双脉冲触发整流电路中的六个晶闸管。保护电路主要包括过电压保护和过电流保护，用于保证各元器件的可靠运行，和安全操作。本文所设计的晶闸管直流稳压电源能够提
2、供 10V 到 100V 连续可调的直流电压，有较大的调压范围，在电网电压波动或负载变化等干扰出现时，也能够输出较稳定的电压，从而能够满足电子设备对电源电压的要求。关键词：晶闸管直流稳压电源；三相全控桥式整流电路；触发电路目 录引 言 .1第一章 绪 论 .21.1 晶闸管直流稳压电源的发展背景 .21.2 晶闸管直流稳压电源的发展意义 .21.3 晶闸管直流稳压电源的发展前景 .31.4 本课题工作内容及预期目标 .3第二章 晶闸管直流稳压电源的组成与原理 .42.1 晶闸管直流稳压电源的组成 .42.2 晶闸管直流稳压电源的基本原理 .42.3 晶闸管直流稳压电源系统方案的制定 .5第三章
3、 主电路的设计与实现 .63.1 整流变压器的设计与实现 .6题 目 ： 晶 闸 管 直 流 稳 压 电 源 的 设 计 （ 一 ）3.1.1 副边相电压计算 .63.1.2 副边相电流和原边相电流的计算 .73.1.3 变压器容量计算 .73.1.4 变压器的制作 .83.2 整流电路的设计与实现 .93.2.1 三相桥式全控整流电路的特点 .103.2.2 三相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况 .113.2.3 三相桥式全控整流电路带阻感负载时的工作情况 .133.2.4 定量分析 .153.3 晶闸管元件的选择 .163.4 保护电路的设计 .173.4.1 过电压保护 .173.4
4、.2 压敏电阻的选择 .193.4.3 晶闸管的过电流保护 .203.5 L C 滤波器的设计 .223.6 散热器的设计 .233.7 脉冲变压器的设计与实现 .243.8 同步变压器的设计与实现 .25第四章 触发电路的设计与实现 .274.1 触发电路的结构组成 .274.1.1 触发电路的构成 .274.1.2 芯片介绍 .284.2 触发电路工作原理 .304.3 触发电路的制作 .314.4 触发电路的调试 .32结 论 .33参考文献 .34附 录 .35致 谢 .37内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 1引 言晶闸管直流稳压电源是一种常见的直流供电装置，它不仅性能好，而且价格便宜
5、，工作可靠。广泛应用于许多电子设备，如精密的电子测量仪器，自动控制装置和电子计算机中。随着晶闸管、晶体管制造技术和应用技术的发展，晶闸管电源、晶体管电源、磁放大式交流稳压电源得到迅速发展。而且晶闸管的开发与应用技术比较成熟，因此利用晶闸管组成整流电路用来把交流电转换为直流电，从而满足生产生活需要会占有更大的优势。自晶闸管产生以来，电力电子技术开始广泛应用于现代电气传动技术之中。以此为基础开发的晶闸管整流装置，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。随着电源在现代社会生产生活中的作用越来越重要，用量也越来越大，大功率的工业用
6、电由工频交流发电机提供，但是一部分电能是以直流形式消费的，所以直流电源的应用领域进一步扩大。以此为背景产生了各种直流电源，本文根据生产要求设计了一种以晶闸管组成的三相全控桥式整流电路，用 KJ004、KJ041 和 ULN2003 组成的触发电路的晶闸管直流稳压电源。本文从主电路入手，分析了三相整流电路的输出特性和其所需的触发脉冲的特性确定了主电路和触发电路。从输出电压稳定性方面增加了电压、电流双闭环负反馈控制系统，以及滤波电路。从保护晶闸管元件方面入手增加了过电压、过电流保护装置。此晶闸管直流稳压电源能够从 10V 到 100V 连续可调，有较大的调压范围，在出现扰动时能够输出较稳定的电压，
7、能够满足各种电子设备对电压稳定方面的要求。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 2第一章 绪 论电源是各种电子设备的核心，电源系统出故障就会使整个电子设备不能正常工作，因此，电源系统质量的优劣和可靠性的高低直接决定着整个电子设备的质量。实际中，电子设备的故障约 60%来自电源系统，所以电源越来越受到人们的重视，出现了一些新的电路理论、新的器件和新的电路方案。许多电子设备，如精密的电子测量仪器，自动控制装置和电子计算机等都需要由直流稳压电源供电，晶闸管直流稳压电源是最常用的一种，它不仅性能好，而且价格便宜，工作可靠。为此，我根据所学的相关知识和老师的指导，并参考了一些书籍和资料设计了一种晶闸管直流稳
8、压电源。1.1 晶闸管直流稳压电源的发展背景自本世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台。以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的以此革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。随着电源在现代社会生产生活中的作用越来越重要，用量也越来越大，大功率的工业用电由工频交流发电机提供，但是大约 20%的电能是以直流形式消费的。电力电子装置供给负载的是各种不同的直流电源、恒频率交流电源。随着晶闸管、晶体管技术和产品的发展，电子管直流电源，磁饱和式交流电源逐渐被淘汰，晶闸管电源、晶体管电源
9、、磁放大式交流稳压电源得到迅速发展，占据了电源市场的统治地位。目前国内使用的电源主要还是磁放大式和晶闸管式的电源，虽然其具有很多缺点，例如：空载电流大、功率因数低、能耗高、可靠性差，而且工作电流过大时，主变压器便会产生较大的振动噪声。这些缺点是普通防腐电源所共有的。但是这些缺点并不是不可克服的，只要增加保护电路和其它附加电路就可以克服这些缺点。另外晶闸管式的电源与单片机控制系统为基础设计的电源在维修方面具有维修简单、费用低、技术要求较低等有点，所以晶闸管式的电源目前仍然具有十分广泛的应用。1.2 晶闸管直流稳压电源的发展意义随着经济全球化与人口的不断增长，能源需求日益增加，人类正面临着能内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 3源利用方面的巨大压力。在有限能源的基础上寻找更高效率的电源成为迫切需要。电子管直流电源，磁饱和式交流电源已经不能很好的满足人们生产、生活的要求
