晶閘管及其應用

(5.1)

從式(5.1)看出，當α=0時(θ=180o)晶閘管在正半周全導通，UO=0.45U，輸出電壓最高，相當于不可控二極管單相半波整流電壓。若α=180o，U0 =0，這時

=0，晶閘管全關斷。根據(jù)歐姆定律，電阻負載中整流電流的平均值為

(5.2)

此電流即為通過晶閘管的平均電流。

二、電感性負載與續(xù)流二極管

上面所講的是接電阻性負載的情況，實際上遇到較多的是電感性負載，象各種電機的勵磁繞組、各種電感線圈等，它們既含有電感，又含有電阻。有時負載雖然是純電阻的，但串了電感線圈等，它們既含有電感，又含有電阻。有時負載雖然是純電阻的，但串了電感濾波器后，也變?yōu)殡姼行缘牧?。整流電路接電感性負載和接電阻性負載的情況大不相同。

圖5.1.7接電感性負載的可控整流電路

電感性負載可用串聯(lián)的電感元件L和電阻元件R表示(圖5.1.7)。當晶閘管剛觸發(fā)導通時，電感元件中產(chǎn)生阻礙電流變化的感應電動勢(其極性在圖5.1.7中為上正下負)，電路中電流不能躍變，將由零逐漸上升如圖5.1.8 (a)，當電流到達最大值時，感應電動勢為零，而后電流減小，電動勢eL也就改變極性，在圖5.1.7中為下正上負。此后，在交流電壓u到達零值之前，eL和u極性相同，晶閘管當然導通。即使電壓u經(jīng)過零值變負之后，只要eL大于u，晶閘管繼續(xù)承受正向電壓，電流仍將繼續(xù)流通，如圖5.1.8 (a)。只要電流大于維持電流時，晶閘管不能關斷，負載上出現(xiàn)了負電壓。當電流下降到維持電流以下時，晶閘管才能關斷，并且立即承受反向電壓，如圖5.1.8 (b)所示。

綜上可見，在單相半波可控整流電路接電感性負載時，晶閘管導通角θ將大于(180o-α)。負載電感愈大，導通角θ愈大，在一個周期中負載上負電壓所占的比重就愈大，整流輸出電壓和電流的平均值就愈小。為了使晶閘管在電源電壓u降到零值時能及時關斷，使負載上不出現(xiàn)負電

壓，必須采取相應措施。

我們可以在電感性負載兩端并聯(lián)一個二極管D來解決上述出現(xiàn)的問題，如圖5.1.9。當交流電壓u過零值變負后，二極管因承受正向電壓而導通，于是負載上由感應電動勢eL產(chǎn)生的電流經(jīng)過這個二極管形成回路。因此這個二極管稱為續(xù)流二極管。

圖5.1.9電感性負載并聯(lián)續(xù)流二極管

這時負載兩端電壓近似為零，晶閘管因承受反向電壓而關斷。負載電阻上消耗的能量是電感元件釋放的能量。

單相半控橋式整流電路

單相半波可控整流電路雖然具有電路簡單、調整方便、使用元件少的優(yōu)點，但卻有整流電壓脈動大、輸出整流電流小的缺點。較常用的是半控橋式整流電路，簡稱半控橋，其電路如圖5.1.20所示。電路與單相不可控橋式整流電路相似，只是其中兩個臂中的二極管被晶閘管所取代。

在變壓器副邊電壓u的正半周(a端為正)時，T1和D2承受正向電壓。這時如對晶閘管T1引入觸發(fā)信號，則T1和D2導通，電流的通路為

a→T1→RL→D2→b

圖5.1.20 電阻性負載的單相半控橋式整流電路