问题28 单相半波可控整流电路的工作原理是怎样的？

1．具有电阻性负载的单相可控整流电路

图3-16所示为单相半波可控整流电路的主电路。设图中变压器二次电压为u₂，负载R为电阻性负载，其工作原理分析如下：

①如果晶闸管的门极上未加正向触发电压，那么根据晶闸管的导通条件，不论正弦交流电压u₂是正半周还是负半周，晶闸管都不会导通。这时，负载端电压U₀=0、负载电流I₀=0，因而电源的全部电压都由晶闸管承受。

②在电源电压正半周，晶闸管承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管（图3-16b），晶闸管开始导通；负载上的电压等于变压器输出电压u₂。在ωt=π时刻，电源电压为零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。

③在电源电压负半周，u_T＜0，晶闸管承受反向电压，直到电源电压u₂的下一周期，直流输出电压u₀和负载电流i₀的波形相位相同。

④通过改变触发延迟角α的大小，直流输出电压u₀的波形发生变化，负载上的输出电压平均值发生变化，显然α=180°时，U₀=0。因为晶闸管只有电源电压正半波内导通，输出电压U₀为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，所以称“半波”整流。

2．具有电感性负载的单相可控整流电路

图3-17所示为具有电感性负载的单相半波可控整流电路。图中把电感性负载等效为电感L和电阻R串联的电路。

由于电磁感应作用，当通过电感L的电流发生变化时，在电感中产生阻碍电流变化的感应电动势，将使电流的变化总是滞后于外加电压的变化。

在实际应用中，当可控整流电路具有电感性很强的负载时，常常在负载两端并联一个续流二极管（图3-18）。对电感负载单相可控整流电路的工作原理分析如下：

（1）无续流二极管时

①0～α：U_T＞0，但门极没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。

②在ωt=α时，门极有触发信号，晶闸管被触发导通，负载电压u₀=u₂。

③当ωt=π时，交流电压u₂过零，由于有电感电势的存在，晶闸管的电压U_T仍大于零，晶闸管会继续导通；电感的储能全部释放完后，晶闸管在u₂反向电压作用下而截止，直到下一个周期的正半周。

（2）接续流二极管时

①u₂＞0：U_T＞0。在ωt=α处触发晶闸管导通，u₀=u₂续流二极管VT承受反向电压而处于断态。

②u₂＜0：电感的感应电压使VT承受正弦电压导通续流，晶闸管承受反向电压关断，u₀=0。如果电感足够大，那么续流二极管会一直导通到下一周期晶闸管导通，使i₀连续。