单相桥式半控可控整流电路优化方案

在阻性负载下，单相桥式半控电路和单相全控电路的ud、id、i2 等波形相同，因而一些计算公式也相同。

在感性负载下，在u2 正半周内，VD2 导通，VT1 通过Ld、Rd、VD2 承受电源正电压，uT1＝u2。当ωt＝α 时触发VT1，VT1 导通后，电流从u2 正端流出，经VT1、Ld、Rd、VD2回到u2负端。当ωt <α 时，因VD2 导通，VT1 阻断，所以uT2＝0；当ωt≥α 时，VT1 导通，则uT2＝－u2，此时VD1始终通过VD2承受电源的反向电压，即uD1＝－u2。

当u2过零变负时，因负载电感的存在，VT1 并不关断，VD1 开始导通，同时VD2 阻断，负载电流在VT1、Ld、Rd、VD1 回路中继续流通。此时电流不再经过变压器绕组，而由VT1 和VD1 起续流作用，若忽略元件的管压降，则ud＝0，不会像全控桥电路那样出现负值电压。续流期内，uT1＝uD1＝0，uT2＝－u2，uD2＝u2。如果电感足够大，则续流过程一直可维持到晶闸管VT2 触发导通为止。当下一个触发脉冲到来时，VT2 被触发导通，uT2＝0，电流从VT1 转换到VT2 上。电流从u2负端流出，经VT2、Ld、Rd、VD1 回到u2正端。此时uT1＝－u2，VD2 仍通过导通的VD1 承受电源负电压，uD1＝－u2，因此ud仍和电阻负载下单相全控电路的相同。

在感性负载下，当电感量很大时，这种不加续流管的半控电路会出现失控现象。当切断电源使输出为零时，一般采取移去触发脉冲或把控制角α 调到180°两种方法。但对于这种电路，会出现负载上仍有一定的输出电压，原来导通的晶闸管关不断的“失控” 现象，如图1－21（b）所示。

图1－21　单相桥式半控整流电路大电感负载电路及波形

为了避免发生失控现象，可与负载并联一个续流二极管VD5，如图1－22所示，使负载电流经VD5续流，而不再经VT1和VD3，VT1可正常关断。为了使续流二极管工作可靠，其接线要粗而短，连接要牢，接触电阻要小，不宜串接熔断器。

接续流二极管后，电压、电流波形如图1－22所示。控制角为α，则晶闸管导通角θT＝180°－α，续流二极管导通角θVD5＝2α。不难看出，输出电压平均值计算公式为Ud＝0.9 U2 （1＋cos α）/2。续流二极管承受的最大反压为。

图1－22　单相桥式半控大电感负载接续流二极管时电路及波形

（a）电路；（b）波形(www.xing528.com)

例1－4 有一大电感负载采用单相半控桥有续流二极管的整流电路，负载电阻Rd＝4 Ω，电源电压U2＝220 V，晶闸管控制角α＝60°，求流过晶闸管、二极管的电流平均值及有效值。

解：求整流输出平均电压：

Ud＝0.9 U2(1＋cos α)/2＝0.9×220×(1＋0.5)/2＝148.5 (V)

负载电流平均值为

Id＝Ud/Rd＝148.5/4＝37.13 (A)

常用单相可控整流电路参数如表1－4所示。

表1－4　常用单相可控整流电路的参数

续表