《電力電子應(yīng)用技術(shù)-設(shè)計、仿真與實踐（微課版）》任務(wù)1 普通調(diào)光器的設(shè)計、仿真與實踐

電力電子技術(shù)系列課程電力電子技術(shù)·PowerElectronics第1章綠色照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用2024/6/28電力電子技術(shù)目錄2.整流電路3.

交流變換電路5.普通調(diào)光器的

實踐調(diào)試1.半控型器件4.普通調(diào)光器的

設(shè)計與仿真1.1.半控型器件晶閘管的發(fā)明源于對電力控制技術(shù)的深入研究，旨在解決傳統(tǒng)電力開關(guān)的局限性。發(fā)明背景20世紀50年代，科學(xué)家開始研究晶閘管，經(jīng)過多次試驗和改進，最終在60年代成功研制出第一代晶閘管。發(fā)明歷程晶閘管的發(fā)明為電力電子技術(shù)帶來了革命性的突破，極大地推動了工業(yè)自動化和電力控制技術(shù)的發(fā)展。發(fā)明意義晶閘管的發(fā)明1956年，美國貝爾實驗室發(fā)明了晶閘管。1957年，美國通用電氣公司開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品。1958年完成商業(yè)化，標志著電力電子技術(shù)的誕生。發(fā)展歷程：基本結(jié)構(gòu)工作原理基本特性主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管簡介:以晶閘管為代表的電力半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用，被稱為繼晶體管發(fā)明和應(yīng)用之后的又一次電子技術(shù)革命。晶閘管全稱為晶體閘流管（Thyristor），也稱為晶閘管整流器（SiliconControlledRectifier，SCR）。晶閘管簡介：基本結(jié)構(gòu)工作原理基本特性主要參數(shù)晶閘管的基本結(jié)構(gòu)：晶閘管主要由P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體和門極組成。晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的外形通常為圓柱形或扁平形，具有三個引腳：陽極、陰極和門極。晶閘管的外形1.1.1晶閘管基本結(jié)構(gòu)工作原理基本特性主要參數(shù)1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)（a）結(jié)構(gòu)

（b）電氣圖形符號圖1-2晶閘管的結(jié)構(gòu)與電氣圖形符號（1）晶閘管內(nèi)部是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，如圖1-2（a）所示，從上到下依次為P1,N1,P2,N2區(qū)，形成J1(P1N1),J2(N1P2)和J3(P2N2)

3個PN結(jié)，P1層、N2層P2層和分別引出陽極（Anode）、陰極（Kathode）和門極（Gate），門極也稱控制極。晶閘管的電氣圖形符號如圖1-2（b）所示。1.基本結(jié)構(gòu)思考：與在模電中學(xué)習(xí)的三極管結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管圖1-3晶閘管的外形（2）從外形上看：晶閘管也有塑封式、螺栓式和平板式等多種封裝形式。塑封式晶閘管額定電流多在10A以下，器件管腳定義不統(tǒng)一，使用時需查閱器件資料，如圖1-3（a）所示。螺栓式晶閘管額定電流一般為10~200A，器件螺栓一端通常是陽極A，另一側(cè)粗引線是陰極K，細引線是門極，如圖1-3（b）所示。平板式晶閘管額定電流一般在200A以上，器件的兩面分別是陽極A和陰極K，中間細長引線是門極G，如圖1-3（c）所示。常見晶閘管：（a）塑封式

（b）螺栓式

（c）平板式1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管（a）結(jié)構(gòu)示意(

b）等效電路晶閘管的工作原理可用雙晶體管模型來說明，如圖1-4（a）所示，上層為PNP管，下層為NPN管。雙晶體管等效電路如圖1-4（b）所示，PNP管的發(fā)射極電流為晶閘管的陽極電流IA，NPN管的發(fā)射極電流為晶閘管的陰極電流IK。特別的：2.工作原理：圖1-4晶閘管的雙晶體管模型NPN與PNP組成復(fù)合管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管3.基本特性：概念：晶閘管是電力電子技術(shù)中最重要的開關(guān)器件之一，深入了解晶閘管的特性和應(yīng)用方法對于電力電子技術(shù)的學(xué)習(xí)和實踐具有重要意義，晶閘管的基本特性包含靜態(tài)特性和動態(tài)特性。特性流程圖：1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管1）靜態(tài)特性：晶閘管的靜態(tài)特性包括晶閘管的陽極伏安特性和晶閘管的門極伏安特性。（1）晶閘管的陽極伏安特性晶閘管的陽極伏安特性是指晶閘管陽極、陰極之間的電壓UAK和陽極電流IA之間的關(guān)系。（2）晶閘管的門極伏安特性晶閘管的門極伏安特性是指晶閘管門極電壓和門極電流之間的關(guān)系。

伏安特性

曲線1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管2）靜態(tài)特性：晶閘管的動態(tài)特性包括開通特性和關(guān)斷特性，如圖1-7所示。（1）開通特性晶閘管的門極施加觸發(fā)電壓使其由阻斷變成導(dǎo)通時，陽極電流要經(jīng)過延遲時間和上升時間后，電流才能達到穩(wěn)定狀態(tài)。（2）關(guān)斷特性晶閘管在陽極電流減小為零以后，如果立即施加正向陽極電壓，即使沒有門極脈沖仍會再次導(dǎo)通，故電路必須給晶閘管提供足夠長的時間，保證晶閘管充分恢復(fù)其阻斷能力，才能使它工作可靠。晶閘管開通時間：晶閘管關(guān)斷時間：1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管（1）電壓參數(shù)：思考：1.為什么正向轉(zhuǎn)折電壓比開啟電壓稍低？2.正向轉(zhuǎn)折電壓與器件的性能參數(shù)有怎樣的關(guān)系？1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.1.1晶閘管1.1.1晶閘管（2）電流參數(shù)：①與電力二極管一樣，晶閘管也是以平均電流而非有效值電流作為它的額定電流，這是因為晶閘管較多用于可控整流電路，而整流電路往往是按直流平均值來計算的。②維持電流的大小與晶閘管的結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫越高，維持電流越小，晶閘管越難關(guān)斷。同一型號的晶閘管，其維持電流也各不相同，維持電流大的管子容易關(guān)斷。③判定一只晶閘管是否由斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)，標準就是看其陽極電流是否大于其所對應(yīng)的擎住電流。只有IA>IL，才表明晶閘管徹底導(dǎo)通。說明：晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)引入：具有四層結(jié)構(gòu)，每層由不同材料組成晶體結(jié)構(gòu)特點硅、鋁、鍺等半導(dǎo)體材料構(gòu)成，具有特定導(dǎo)電性能材料組成1.1.2雙向晶閘管雙向晶閘管是由普通晶閘管派生出來的一種新型的大功率半導(dǎo)體器件。1.1.2

雙向晶閘管1.1.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)1.基本結(jié)構(gòu):雙向晶閘管是一種由5層半導(dǎo)體、4個PN結(jié)組成的3端器件，3個電極分別是第一主電極T1、第二主電極T2和門極（控制極)G，如圖1-10（a）所示。圖1-10雙向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路及電氣圖形符號雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，也有塑封式、螺栓式等多種封裝形式，如圖1-11所示。雙向晶閘管在外形上與普通晶閘管類似，使用時要注意做好兩者的區(qū)分工作。圖1-11雙向晶閘管的外形結(jié)構(gòu)外形1.1.2

雙向晶閘管1.1.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)工作原理：

當主電極T2對T1所加的電壓U21>0，門極G對T1所加觸發(fā)信號Uc>0，雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，電流I21>0，這種觸發(fā)稱為“第1象限的正向觸發(fā)”或稱為1+觸發(fā)方式，如圖1-12（a）所示。雙向晶閘管的工作原理同普通晶閘管。雙向晶閘管主電極T1，T2、無論加正向還是反向電壓，門極的觸發(fā)信號無論是正向還是反向，雙向晶閘管都有可能觸發(fā)導(dǎo)通。如果U21>0，UG<0，雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，電流I21>0，這種觸發(fā)稱為“第1象限的負向觸發(fā)”或稱為1-觸發(fā)方式，如圖1-12（b）所示。（a）（b）1.1.2

雙向晶閘管1.1.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)工作原理：

如果U12>0，Uc>0，雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，I12>0這種觸發(fā)稱為“第Ⅲ象限的正向觸發(fā)”或稱為III+觸發(fā)方式如果U12>0，Uc<0，雙向晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，I12>0這種觸發(fā)稱為“第Ⅲ象限的負向觸發(fā)”或稱為III-觸發(fā)方式(a)(b)1.1.2

雙向晶閘管1.1.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)如圖1-14所示，雙向晶閘管具有正反對稱的伏安特性曲線，正向部分位于第I象限，反向部分位于第象III限，詳情參見普通晶閘管?；咎匦?正向特性反向特性0201轉(zhuǎn)折電壓03圖1-14雙向晶閘管的伏安特性曲線1.1.2

雙向晶閘管1.1.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理

3.基本特性4.主要參數(shù)主要參數(shù):雙向晶閘管的很多參數(shù)都和普通晶閘管相應(yīng)的參數(shù)意義相同。這里只簡單介紹一些意義不同的參數(shù)，如表1-5所示。引入：“整流電路”（rectifyingcircuit）是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調(diào)速、發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1.不可控整流電路2.電路組成3.數(shù)量關(guān)系1.2整流電路單相半波不可控整流電路：1.2整流電路單相半波整流電路是電力電子技術(shù)中最基礎(chǔ)的電路之一。單相半波不可控整流電路又是最簡單的整流電路，由電源變壓器Tr、整流二極管VD1和負載電阻RL串聯(lián)組成，電路圖如圖1-15（a）所示。電熱毯電路由整流二極管VD1、發(fā)光二極管VD2、開關(guān)S1、開關(guān)S2、電阻R1和電阻絲RL等組成，如圖1-16所示。結(jié)構(gòu)應(yīng)用案例（a）(b)圖1-16電熱毯電路圖1.不可控整流電路2.電路組成3.數(shù)量關(guān)系單相半波可控整流電路：1.2整流電路

1.路組成及工作原理:單相半波可控整流電路（電阻性負載）由電源變壓器Tr、晶閘管VT，和負載電阻RL串聯(lián)組成，如圖1-17（a）所示。將不可控整流電路中的電力二極管改換為晶閘管，就構(gòu)成了單相半波可控整流電路。圖1-17單相半波可控整流電路（電阻性負載）及工作波形1.不可控整流電路2.電路組成3.數(shù)量關(guān)系1.2整流電路

2.數(shù)量關(guān)系:設(shè)為表示電壓或電流的函數(shù)，則它在期間的平均值和有效值用下式來定義：平均值為:有效值為:（1）輸出電壓、電流平均值：（2）根據(jù)歐姆定律，輸出電流平均值：（3）輸出電壓、電流有效值：1.不可控整流電路2.電路組成3.數(shù)量關(guān)系單相半波可控整流電路：單相半波可控整流電路：1.2整流電路（4）晶閘管的電流平均值、有效值：（5）晶閘管承受的最高電壓：（6）變壓器副邊電流有效值：（8）波形系數(shù)：（7）功率因數(shù)：1.不可控整流電路2.電路組成3.數(shù)量關(guān)系平均值為:有效值為:1.2整流電路例1-1：在單相半波可控整流電路中，電阻性負載RL=52，由220V交流18電源直接供電，輸出平均直流電壓50V時，求晶閘管的觸發(fā)角a，導(dǎo)通角0，功率因數(shù)cosφ。例題解析1.不可控整流電路2.電路組成3.數(shù)量關(guān)系引入：1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系1.3交流變換電路通過改變電路參數(shù)調(diào)節(jié)功率調(diào)功電路原理采用PWM技術(shù)實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)實現(xiàn)方式交流變換（AC-AC）電路，是把一種形式交流電變換成另一種形式交流電的電路。交流變換時可以改變電壓（電流）有效值、頻率或相數(shù)等，改變頻率的電路稱為變頻電路；只改變電壓、電流幅值或?qū)﹄娐返耐〝噙M行控制，而不改變頻率的電路稱為交流電力控制電路。單相交流調(diào)壓電路：1.3.1單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路是交流調(diào)壓中最基本的電路，主要用于小功率電路中。1.電路組成與工作原理：單相交流調(diào)壓電路（電阻性負載）電路由兩只反并聯(lián)普通晶閘管VT1、VT2和負載電阻RL組成；也可以由一只雙向晶閘管VT和負載電阻RL組成，如圖1-19（a）所示。1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系1.3交流變換電路2.數(shù)量關(guān)系（1）輸出電壓、電流有效值（2）流過晶閘管的電流有效值（3）電路功率因數(shù)觸發(fā)角a=0°時，相當于晶閘管一直導(dǎo)通，輸出電壓有效值最大，即U。=U2；觸發(fā)角a=180°時，輸出電壓有效值最小，U。=0；觸發(fā)角a的移相范圍是0°~180°.隨著的a增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變，功率因數(shù)也逐漸降低。a與U之間的關(guān)系1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系例題解析：1.3交流變換電路例1-2：一調(diào)光臺燈由單相交流調(diào)壓電路供電，設(shè)該臺燈可看作電阻負載，在時輸出功率為最大值。試求功率為最大輸出功率的、時的控制角。解：設(shè)電源電壓為（1）輸出功率為最大輸出功率時，有

即

已知（2）同理，輸出功率為最大輸出功率50%時，有

得1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系單相交流調(diào)功電路：1.3交流變換電路交流調(diào)功電路和交流調(diào)壓電路在主電路結(jié)構(gòu)形式上完全相同，都是把晶閘管作為開關(guān)串接在交流電源與負載之間，只是控制的方式不同。1.電路組成與工作原理交流調(diào)功電路工作原理如圖1-20所示，在設(shè)定的M個電源周期內(nèi)，晶閘管接通N個周期，關(guān)斷（M-N）個周期，通過改變晶閘管接通周波數(shù)N和斷開周波數(shù)（M-N）的比值即通斷比來調(diào)節(jié)負載所消耗的平均功率。當通斷比過小時會出現(xiàn)低頻干擾，如照明時會出現(xiàn)人眼能察覺的閃爍，電表指針的搖擺等。圖1-20交流調(diào)功電路的工作原理1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系2.數(shù)量關(guān)系：1.3交流變換電路

輸出電壓有效值：01

輸出功率：02特別的：1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系式中：P，U2為設(shè)定周期T內(nèi)全部周波導(dǎo)通時，電路輸出的有功功率與電壓有效值。由此可見，改變導(dǎo)通周波數(shù)即可改變輸出電壓和輸出功率。晶閘管在電壓過零的瞬間開通，波形為正弦波，克服了相位控制時會產(chǎn)生諧波干擾的缺點。但交流調(diào)功電路輸出電壓為斷續(xù)波，晶閘管導(dǎo)通時間是以交流電的周期為基本單位，輸出電壓和功率的調(diào)節(jié)不太平滑，適用于較大時間常數(shù)的負載。在設(shè)定周期T（M個周波）內(nèi)導(dǎo)通的周波數(shù)為N，每個周波的周期為T0例題解析1.3交流變換電路例1-3：某單相交流調(diào)功電路，采用過零觸發(fā)。U2=220V，負載電阻R=12，設(shè)定周期T內(nèi)，使晶閘管導(dǎo)通0.3s，斷0.2s，試計算送到電阻負載上的功率與假定晶閘管一直導(dǎo)通時所送出的功率。1.電路組成2.數(shù)量關(guān)系3.電路組成4.數(shù)量關(guān)系1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證電路結(jié)構(gòu)采用可控硅電路調(diào)光原理通過改變可控硅導(dǎo)通角調(diào)節(jié)亮度引入：調(diào)光器是一種改變照明裝置中光源的光通量、調(diào)節(jié)照度水平的電氣裝置，通過改變輸入光源的電流有效值達到調(diào)整燈光不同亮度的目的。白熾燈常用調(diào)光器有電阻調(diào)光器、電容調(diào)光器和晶閘管調(diào)光器等。1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證方案設(shè)計：圖1-23簡易調(diào)光電路1調(diào)光方案1如圖1-22所示，晶閘管VT與負載Ra構(gòu)成主電路，Rp、C、VD1、VD2構(gòu)成阻容移相觸發(fā)電路，它是利用電容C充電延時觸發(fā)來實現(xiàn)移相的。晶閘管調(diào)光器具有重量輕、體積小、效率高、容易遠距離操縱等優(yōu)點，得到廣泛使用。它的缺點是若不采取有效的濾波措施，會產(chǎn)生無線電干擾。1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證方案設(shè)計：調(diào)光方案2雙向觸發(fā)二極管也稱二端交流器件（DIAC），是由NPN三層半導(dǎo)體構(gòu)成的二端半導(dǎo)體器件，可等效于基極開路、發(fā)射極與集電極對稱的NPN晶體管，雙向觸發(fā)二極管的結(jié)構(gòu)、電氣符號及等效電路如圖1-24所示。圖1-25雙向觸發(fā)二極管的伏安特性曲線圖1-26簡易調(diào)光電路21.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證方案設(shè)計：調(diào)光方案3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡單，輸出脈沖前沿陡，抗干擾能力強，運行可靠，調(diào)試方便，廣泛應(yīng)用于對中小容量晶閘管的觸發(fā)控制。

（1）單結(jié)晶體管：1.單結(jié)晶體管是在一塊N型硅片一側(cè)的上下兩端各引出一個電極，電極和N29型硅片是歐姆接觸，下邊的稱為第一基極b1，上邊的稱為第二基極b2；發(fā)射極與N型硅片間構(gòu)成一個PN結(jié)，所以稱為“單結(jié)”晶體管。單結(jié)晶體管結(jié)構(gòu)、等效電路、電氣圖形符號1-27所示。（a）結(jié)構(gòu)示意圖

（b）等效電路

（c）電氣圖形符號

1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證

（1）單結(jié)晶體管：2.單結(jié)晶體管用一個PN結(jié)和兩個電阻Rb1、R62組成的電路替代，測試電路改成如圖1-28（b）所示的形式。首先在兩個基極之間加電壓Ubb，Rbi上分得的電壓（a）測試電路

（b）等效電路方案設(shè)計：調(diào)光方案3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡單，輸出脈沖前沿陡，抗干擾能力強，運行可靠，調(diào)試方便，廣泛應(yīng)用于對中小容量晶閘管的觸發(fā)控制。1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證

（1）單結(jié)晶體管：3.單結(jié)晶體管的伏安特性曲線可以分為三個區(qū)：截止區(qū)、負阻區(qū)、飽和區(qū)。當U小于UA時，PN結(jié)承受反向電壓，僅有微小的漏電流通過PN結(jié)，Rbi呈現(xiàn)很大的電阻，這時管子處于截止狀態(tài)。（a）伏安特性

（b）特性曲線簇方案設(shè)計：調(diào)光方案3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡單，輸出脈沖前沿陡，抗干擾能力強，運行可靠，調(diào)試方便，廣泛應(yīng)用于對中小容量晶閘管的觸發(fā)控制。1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證

（2）自動調(diào)光電路：簡易自動調(diào)光電路如圖1-30所示。交流電壓經(jīng)整流橋整流后，一路經(jīng)降壓限流電阻器R1后，穩(wěn)壓管VD穩(wěn)壓得到9V脈動直流電壓供控制電路使用改變VS的導(dǎo)通角即可改變HL的亮度。晶體管VT1、電阻器R2與R3等組成誤差放大器，VT，實質(zhì)上起到一個電位器的作用。圖1-30簡易調(diào)光電路3方案設(shè)計：調(diào)光方案3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡單，輸出脈沖前沿陡，抗干擾能力強，運行可靠，調(diào)試方便，廣泛應(yīng)用于對中小容量晶閘管的觸發(fā)控制。1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

方案設(shè)計

3.器件選型4.仿真驗證方案設(shè)計：

調(diào)光方案4：隨著集成電路制造技術(shù)的不斷提高，集成觸發(fā)電路產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，且應(yīng)用越來越普及，已逐步取代分立式電路。集成電路可靠性高、技術(shù)性能好、體積小、功耗低、使用調(diào)試方便。A為雙向晶閘管，如外加功率擴展可觸發(fā)200A或更大容量的雙向晶閘管。電路工作原理如圖1-31所示。圖1-31KC08的應(yīng)用電路1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證選用高精度電阻和電容，確保電路穩(wěn)定性電阻與電容選用合適的電感與變壓器，優(yōu)化電路性能電感與變壓器選用性能穩(wěn)定的晶體管與二極管，提高電路效率晶體管與二極管思考：器件選型會和什么有關(guān)呢？1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證晶閘管的參數(shù)計算是主電路設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，重點考慮額定電壓和額定電流兩大因素。器件選型

1.晶閘管的額定電壓必須大于器件在電路中實際承受的最大電壓。考慮過電壓因素的影響，一般取2~3倍的安全裕量。2.晶閘管額定電流的有效值（1.571T（AV））必須大于實際流過管子電流的最大有效值1r。3.實際電路中，流過晶閘管的電流可能是任意波形，應(yīng)根據(jù)電流有效值相等即發(fā)熱相同的原則，進行計算。1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證晶閘管的通態(tài)平均電壓分組分為9組，如表1-7所示。對于調(diào)光方案1中圖1-23所示電路，設(shè)負載為100W以下的燈泡，具體器件選型：選用塑封KP1-7B型晶閘管，耐壓應(yīng)大于700V，維持電流最好在20mA左右，門極觸發(fā)電流應(yīng)小于20mA.VD1~VD4應(yīng)選用耐壓大于400V，整流電流大于500mA的二極管，如2DG554、1N4007等。Rp選用15k2/2W的線性電位器，最好帶開關(guān)。L可以采用200μH電感。工程應(yīng)用時，晶閘管應(yīng)加散熱片。器件選型KP200-15G具體表示為額定電流200A，額定電壓1500V，通態(tài)平均電壓為1V的普通型晶閘管。例1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證有一單相橋式全控整流電路，負載為電阻性，要求a=30°時，Ua=80V，Ia=7A。計算整流變壓器的二次電流I2，并按照上述工作條件選擇晶閘管。例題解析1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證仿真軟件與模型介紹：選擇專業(yè)仿真軟件，如MATLAB/Simulink仿真軟件選擇根據(jù)電路原理，構(gòu)建準確的仿真模型仿真模型構(gòu)建1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證電力電子技術(shù)涉及到電力、電子、控制等多個領(lǐng)域的知識，因此在電力電子系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)中，仿真驗證可以幫助設(shè)計人員更好地理解電路和系統(tǒng)的性能，降低設(shè)計成本和風(fēng)險，進行系統(tǒng)級別的優(yōu)化和集成。仿真驗證

PSIM簡介PSIM是一款電子電路仿真軟件，它可以幫助工程師和學(xué)生設(shè)計和分析各種電子電路，包括功率電子電路、控制電路等。PSIM提供了直觀的用戶界面和豐富的元件庫，可以方便地繪制電路圖、進行仿真測試和分析結(jié)果。0102①創(chuàng)建新項目。在PSIM中，可以創(chuàng)建新項目并選擇相應(yīng)的仿真類型030405②繪制電路圖。PSIM提供了豐富的元件庫，可以方便地繪制電路圖。③設(shè)置仿真參數(shù)。在進行仿真測試前，需要設(shè)置仿真參數(shù)④進行仿真測試。在設(shè)置好仿真參數(shù)后，可以進行仿真測試。⑤分析仿真結(jié)果。在進行仿真測試后，可以對仿真結(jié)果進行分析1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證

以設(shè)計方案1中的調(diào)光電路拓撲結(jié)構(gòu)為例進行仿真設(shè)計，調(diào)光電路是由交流電源、電感、電容、二極管、晶閘管、負載電阻以及觸發(fā)脈沖控制器等多個部分組成。2.調(diào)光器的仿真設(shè)計打開PSIM軟件，新建一個仿真電路原理圖設(shè)計文件。根據(jù)圖1-23所示的電路拓撲圖，從PSIM元件庫中選取調(diào)光電路所需的交流電源、晶閘管、等元件放置于電路設(shè)計圖中。利用PSIM中的畫線工具，按照對應(yīng)的拓撲圖將電路連接起來，組建成仿真電路模型。放置測量探頭，測量需要觀察的電壓、電流等參數(shù)。01020304步驟1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證設(shè)置電阻、電容等元件參數(shù)電路元件參數(shù)設(shè)定仿真起始和終止時間仿真時間設(shè)置0201根據(jù)需求設(shè)定仿真步長大小仿真步長設(shè)置03電路仿真和參數(shù)設(shè)置三個主要參數(shù)：1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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3.器件選型4.仿真驗證電路仿真和參數(shù)設(shè)置2.電路元件參數(shù)設(shè)置本仿真案例中將調(diào)光電路的交流電源設(shè)置為220V、50Hz，電感設(shè)置為20mH，電容設(shè)置為

0.01μF，負載電阻設(shè)置為806Ω（60W燈泡）。3.電路仿真完成仿真模型的搭建后，放置仿真控制元件，并設(shè)置仿真控制參數(shù)。在此仿真案例中仿真步長設(shè)置為1us，仿真總時間設(shè)置為0.1s。圖1-33仿真模型1.4普通調(diào)光器的設(shè)計與仿真1.簡介2.

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