平均值不变。
假设负载电感很大，负载电流
id连续且波形近似为一水平线。
u2 过 零 变 负 时 ， 晶 闸 管 VT1 和 VT4
并不关断。
至ωt=π+a 时刻，晶闸管VT1和
VT4关断，VT2和VT3两管导通。 VT2和 VT3导 通 后 ， VT1和 VT4承 受 反压关断，流过VT1和VT4的电流 迅速转移到VT2和VT3上，此过程 称换相，亦称换流。
在u2负半周触发角a时刻触发 VT3 ， VT3 导 通 ， u2 经 VT3 和 VD2
向负载供电。
u2过零变正时，VD4导通，VD2 关断。VT3和VD4续流，ud又为
零。
单相桥式半控整流电路的另一种接法
Id2d (t)

2 Id
图2-4 单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形
单相半波可控整流电路的特点
VT的a 移相范围为180。
简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流 中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。 实际上很少应用此种电路。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的 基本概念。
3.1.2单相桥式全控整流电路
(Single Phase Bridge Contrelled Rectifier)
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
工作原理及波形分析
VT1 和 VT4 组 成 一 对 桥 臂 ， 在
u2正半周承受电压u2，得到 触发脉冲即导通，当u2过零
时关断。
VT2 和 VT3 组 成 另 一 对 桥 臂 ，
一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。
◆电路分析
☞|u2|>E时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。
☞晶闸管导通之后，ud=u2， 至0使得晶闸管关断，此后ud=E。
id

ud E R
，直至|u2|=E，id即降
☞与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导
电角。
3.1.3单相全波可控整流电路
（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)
图2-9 单相全波可控整流电路及波形
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入 端看均是基本一致的。 变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别：
单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。 单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个， 相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承 受的最大电压是单相全控桥的2倍。 单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1 个，因而管压降也少1个。
u
图2-6 单相全控桥带 阻感负载时的电路及波形
数量关系
Ud
1


2U
2
sin
td(t)

2

2
U2
cos

0.9U 2
cos
晶闸管移相范围为90。
晶闸管承受的最大正反向电压均为 2U2 。 晶闸管导通角θ与a无关，均为
180。电流的平均值和有效值：
I dVT

1 2
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输 出电压大小的方式称为相位控制方式，简 称相控方式。
2) 带阻感负载的工作情况
阻感负载的特点：电感
对电流变化有抗拒作用，
使得流过电感的电流不
发生突变。
讨论负载阻抗角 、触发
角a、晶闸管导通角θ的
关系。
图2-2 带阻感负载的单相半波电路及其波形
T
VT
E
uVT
u1

sin( )e tan sin( )
（2-4）
续流二极管
数 量 关 系 (id 近 似 恒 为 Id ）
IdVT

2
Id
IVT
1
2
IBiblioteka 2 dd(t)

IdVDR 2 Id
2 Id
IVDR
1
2
2
如此即成为单相桥式半 控整流电路（先不考虑 VDR）。
电阻负载
半控电路与全控电路 在电阻负载时的工作情 况相同。
u
d
图2-10 单相桥式半控整流电路，有续 流二极管，阻感负载时的电路及波形
单相半控桥带阻感负载
在u2正半周，u2经VT1和VD4向
负载供电。
u2过零变负时，因电感作用
电流不再流经变压器二次绕组， 而是由VT1和VD2续流。
2

变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：
I I2
1

(
2U2 sin t)2 d (t) U2
R
R
1 sin 2
2

由上两式得：
I VT
1I 2
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量 S=U2I2。
2）带阻感负载的工作情况
假设电路已工作于稳态，id的
从上述后两点考虑，单相全波电路有利于在低输出 电压的场合应用。
单相全波整流电路典型应用
Q1 D1 C1
A Vin
Q3
D3
C3
Q2
D2
C2
B
Lr Q4 D4
C4
C5 T
Lf
VDr1 VDr2
Cf RL
3.1.4单相桥式半控整流电路
电路结构
单相全控桥中，每个导 电回路中有2个晶闸管，1 个晶闸管可以用二极管代 替，从而简化整个电路。
当VT处于断态时，相当于
电路在VT处断开，id=0。
当VT处于通态时，相当于 VT短路。
VT
L u2
R
VT
L u2
R
a)
b)
图3-3 单相半波可控整流 电路的分段线性等效电路
a)VT处于关断状态 b)VT处于导通状态
VT
当VT处于通态时，如下方程成立：
L did dt
Rid

2U 2 sin t
图2-1 单相半波可控整流电路及波形
T
VT
u1
uVT u2
id ud R
u2
0

2
t
ug
0
ud
t1
t
0
uVT
2
t
0
t1
2
t
触发延迟角 300
触发延迟角 600
触发延迟角 900
触发延迟角 1200
◆在分析整流电路工作时，认为晶闸管 （开关器件）为理想器件，即晶闸管导通
③晶闸管承受的最大反向电压为：
2 U2＝100 2 ＝141.4（V）
流过每个晶闸管的电流的有效值为：
IVT＝Id∕ 2 ＝6.36（A）
故晶闸管的额定电压为：
UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）
晶闸管的额定电流为：
IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）
晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选 取。
入为单相，故该电路称为单相半波可控整流电
路次。，整故流该电电压路为ud波单形脉在波一整个流电电源路周。期中只脉动1
首先，引入两个重要的基本概念：
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压
起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触
发角或控制角。
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的
电角度，用θ表示 。
解：①ud、id和i2的波形如图3-9： u2
O

ud

O

id
O i2
Id

O
t
t
Id
t
Id
t
图3-9 ud、id和i2的波形图
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为 Ud＝0.9 U2 cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(A) Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A) I2＝Id＝9(A)
sin 1
E 2U 2
(3-16)
☞当<时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。
☞触发脉冲有足够的宽度，保证当t=时刻有晶
闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。这
样，相当于触发角被推迟为。 ☞在角相同时，整流输出电压比电阻负载时
◆电流断续
☞id波形在一周期内有部分时间为0的情况，称为
时其管压降等于零，晶闸管阻断时其 漏电流等于零，除非特意研究晶闸管的开 通、关断过程，一般认为晶闸管的开通与 关断过程瞬时完成。
◆改电其加变波 之压触形 电ud发为只 路时极在 中刻性采u2，不正用u变半了d和周,可但i内控d瞬波出器时形现件值随，晶变之故闸化改称管的变“，脉，半且动直波交直流”流流输整输，出流。

2
2U 2
R
1 cos
2
0.9 U2 R
1 cos
2
流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：
I dVT

1 2
Id
0.45 U 2 R
1 cos
2
流过晶闸管的电流有效值：
IVT
1

(
2U2 sin t)2 d(t) U2
2 R
2R
1 sin 2
（2-2）
初始条件：ωt=a ，id=0。求解式（2-2）
并将初始条件代入可得
L u
2
R
b)
b) VT处于导通状态
id
2U 2
sin(
R (t )
)e L

Z
2U2 sin( t )