1电路的设计。
1.1电路总设计框图。
系统原理方框图如1.1所示：
图1.1系统原理方框图
该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电路构成。输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载。在电路中还加了防雷击的保护电路。
然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。整流电路中的晶闸管在触发信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。 1.
2主电路原理及说明
当整流电路带电感性负载时，整流工作的物理过程和电压、 电流波形都与带电阻性负载时不同。因为电感对电流的变化有阻碍作用，即电感元件中的电流不能突变，当电流变化时电感要产生感应电动势而阻碍其变化，所以，电路电流的变化总是滞后于电压的变化，如图2.2所示。
假设 ，负载电流连续，近似为一平直的直线。
(1) 输出电压平均值和输出电流平均值。
2）晶闸管的电流有效值。
3）输出电流有效值i和变压器二次电流有效值。
（4）晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为。
图 2.2单相全控桥式整流电路电感性负载（a)及其波形(b）
a)电路； (b) 电源电压； (c) 触发脉冲； (d) 输出电压；(e) 输出电流；
(f) 晶闸管vt-1 , vt-4上的电流； (g) 晶闸管vt-2 , vt-3上的电流；(h) 变压器副边电流； (i) 晶闸管vt-1 , vt-4上的电压。
2.3触发电路原理及分析。
晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。触发电路对其产生的触发脉冲要求：
触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。
触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。
2.3.1单结晶体管触发电路。
由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿性能好，脉冲前沿徒等优点，在容量小的晶闸管装置中得到了广泛应用。他由自激**、同步电源、移相、脉冲形成等部分组成，电路图如图 1.3所示。
图1.3单结晶体管触发电路图。
其**频率为：
式中η=0.3～0.9是单结晶体管的分压比。即调节re，可调节振荡频率（其中r=r1=r2=r3=50o欧，re=0 - 500 欧 ，l=1h,100uf）。
2.3.2同步电源。
同步电压由变压器tb获得，而同步变压器与主电路接至同一电源，故同步电压于主电压同相位、同频率。同步电压经桥式整流、稳压管dz削波为梯形波udz,而削波后的最大值uz既是同步信号，又是触发电路电源。当udz过零时，电容c经e-b1、r1迅速放电到零电压。
这就是说，每半周开始，电容c都从零开始充电，进而保证每周期触发电路送出第一个脉冲距离过零的时刻(即控制角α)一致，实现同步。
2.3.3移相控制。
当re增大时，单结晶体管发射极充电到峰点电压up的时间增大，第一个脉冲出现的时刻推迟，即控制角α增大，实现了移相。
2.3.4脉冲输出。
触发脉冲ug由r1直接取出，这种方法简单、经济，但触发电路与主电路有直接的电联系，不安全。对于晶闸管串联接法的全控桥电路无法工作。所以一般采用脉冲变压器输出。
2.4保护电路原理及分析。
在电力电子器件电路中，除了电力电子器件参数要选择合适，驱动电路设计良好外，保护电路也是必不可少的。
2.4.1主电路的过电流保护电路设计。
电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流现象。过电流分载和短路两种情况。一般电力电子均同时采用几种过电压保护措施，怪提高保护的可靠性和合理性。
在选择各种保护措施时应注意相互协调。通常，电子电路作为第一保护措施，快速熔断器只作为短路时的部分区断的保护，直流快速断路器在电子电力动作之后实现保护，过电流继电器在过载时动作。
在选择快熔时应考虑：
1、电压等级应根据快熔熔断后实际承受的电压来确定。
2、电流容量应按照其在主电路中的接入方式和主电路连接形式确定。快熔一般与电力半导体体器件串联连接，在小容量装置中也可串接于阀侧交流母线或直流母线中。
3、快熔的值应小于被保护器件的允许值。
4、为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间电流特性。
快熔对器件的保护方式分为全保护和短保护两种。全保护是指无论过载还是短路均由快熔进行保护，此方式只适用于小功率装置或器件使用裕量较大的场合。短路保护方式是指快熔只要短路电流较大的区域内起保护作用，此方式需与其他过电流保护措施相配合。
熔断器是最简单的过电流保护元件，但最普通的熔断器由于熔断特性不合适，很可能在晶闸管烧坏后熔断器还没有熔断，快速熔断器有较好的快速熔断特性，一旦发生过电流可及时熔断起到保护作用。最好的办法是晶闸管元件上直接串快熔，因流过快熔电流和晶闸管的电流相同，所以对元件的保护作用最好。
2.4.2电流上升率、电压上升率的抑制保护。
1.电流上升率di/dt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，局部电流密度很大，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di/dt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。
如下图1.4所示：
图1.4串联电感抑制回路。
2.电压上升率dv/dt的抑制。
加在晶闸管上的正向电压上升率dv/dt也应有所限制，如果dv/dt过大，由于晶闸管结电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dv/dt的作用，可以在晶闸管两端并联r-c阻容吸收回路。如图1.
5所示：
图1.5并联r-c阻容吸收回路。
2电路参数计算及器件的选取。
2.1晶闸管的主要参数说明：
1、额定电压。
通常取和中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。
晶闸管的额定电压 :
：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压
整流输出电压平均值：
2、额定电流
又称为额定通态平均电流。其定义是在室温40°和规定的冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170°的电路中，结温不超过额定结温时，所允许的最大通态平均电流值。将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电流。
：额定电流有效值，根据管子的换算出。
、与三者之间的关系：
3、 维持电流
维持电流是指晶闸管维持导通所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安。维持电流与结温有关，结温越高，维持电流越小，晶闸管越难关断。
4、掣住电流
晶闸管刚从阻断状态转变为导通状态并撤除门极触发信号，此时要维持元件。
导通所需的最小阳极电流称为掣住电流。一般掣住电流比维持电流大（2～4）倍。
5、通态平均管压降
指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正弦波半个周期内阳极与阴极电压的平均值，一般在0.4～1.2v。
6、断态电压临界上升率du/dt
在额定结温和门极开路的情况下，不会导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率，一般为每微秒几十伏。
7、通态电流临界上升率di/dt
在规定条件下，晶闸管能承受的最大通态电流上升率。若晶闸管导通时电流上升太快，则会在晶闸管刚开通时，有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而造成局部过热而损坏晶闸管。
8、波形系数。
有直流分量的电流波形，其有效值与平均值之比称为该波形的波形系数，用表示：
额定状态下， 晶闸管的电流波形系数。
2.2晶闸管的选型。
该电路负载若为，电流波形可看作连续且平直的。
时，不计控制角余量按计算；
由得：晶闸管承受的最大反向电压为 ：
考虑2-3倍裕量：
故晶闸管的额定电压取400v。
晶闸管的选择原则：
、所选晶闸管电流有效值大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。
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