晶闸管及其应用

(5.1)

从式(5.1)看出，当α=0时(θ=180o)晶闸管在正半周全导通，UO=0.45U，输出电压最高，相当于不可控二极管单相半波整流电压。若α=180o，U0 =0，这时

=0，晶闸管全关断。根据欧姆定律，电阻负载中整流电流的平均值为

(5.2)

此电流即为通过晶闸管的平均电流。

二、电感性负载与续流二极管

上面所讲的是接电阻性负载的情况，实际上遇到较多的是电感性负载，象各种电机的励磁绕组、各种电感线圈等，它们既含有电感，又含有电阻。有时负载虽然是纯电阻的，但串了电感线圈等，它们既含有电感，又含有电阻。有时负载虽然是纯电阻的，但串了电感滤波器后，也变为电感性的了。整流电路接电感性负载和接电阻性负载的情况大不相同。

图5.1.7接电感性负载的可控整流电路

电感性负载可用串联的电感元件L和电阻元件R表示(图5.1.7)。当晶闸管刚触发导通时，电感元件中产生阻碍电流变化的感应电动势(其极性在图5.1.7中为上正下负)，电路中电流不能跃变，将由零逐渐上升如图5.1.8 (a)，当电流到达最大值时，感应电动势为零，而后电流减小，电动势eL也就改变极性，在图5.1.7中为下正上负。此后，在交流电压u到达零值之前，eL和u极性相同，晶闸管当然导通。即使电压u经过零值变负之后，只要eL大于u，晶闸管继续承受正向电压，电流仍将继续流通，如图5.1.8 (a)。只要电流大于维持电流时，晶闸管不能关断，负载上出现了负电压。当电流下降到维持电流以下时，晶闸管才能关断，并且立即承受反向电压，如图5.1.8 (b)所示。

综上可见，在单相半波可控整流电路接电感性负载时，晶闸管导通角θ将大于(180o-α)。负载电感愈大，导通角θ愈大，在一个周期中负载上负电压所占的比重就愈大，整流输出电压和电流的平均值就愈小。为了使晶闸管在电源电压u降到零值时能及时关断，使负载上不出现负电

压，必须采取相应措施。

我们可以在电感性负载两端并联一个二极管D来解决上述出现的问题，如图5.1.9。当交流电压u过零值变负后，二极管因承受正向电压而导通，于是负载上由感应电动势eL产生的电流经过这个二极管形成回路。因此这个二极管称为续流二极管。

图5.1.9电感性负载并联续流二极管

这时负载两端电压近似为零，晶闸管因承受反向电压而关断。负载电阻上消耗的能量是电感元件释放的能量。

单相半控桥式整流电路

单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少的优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。较常用的是半控桥式整流电路，简称半控桥，其电路如图5.1.20所示。电路与单相不可控桥式整流电路相似，只是其中两个臂中的二极管被晶闸管所取代。

在变压器副边电压u的正半周(a端为正)时，T1和D2承受正向电压。这时如对晶闸管T1引入触发信号，则T1和D2导通，电流的通路为

a→T1→RL→D2→b

图5.1.20 电阻性负载的单相半控桥式整流电路