单相全波可控整流器在车辆、航海、航空、航天电力系统中的应用

图2-8给出了阻性负载下的单相全波可控整流器。所有的开关都为晶闸管，它们是可控器件。

图2-9是负载为阻性时的运行阶段图。可以看到，在任意时间有两个开关是闭合的。但是应该牢记的是同一个臂的两个开关不能同时闭合。这是因为如果同时闭合，电源将会短路。这种现象称为直通故障。

晶闸管只有在其正向偏置和门极信号施加于门极时才会导通。因此在正半周，即使T₁和T₂正向偏置，除非它们被触发，否则不会导通。门极信号一旦施加，T₁和T₂将开始导通。同时，T₃和T₄反向偏置，停止导通。在运行阶段图中，所描述的是T₁和T₂关断，T₃和T₄导通，电流开始流过负载。换言之，负载将得到供电，电源电压施加于负载两端。负载电流等于电源电压除以负载电阻。当电源电压变为零，负载电流也变为零，晶闸管T₁和T₂为反向偏置，停止导通。同时，晶闸管T₃和T₄为正向偏置，等待导通，但不会立即导通。当门极信号施加于两端时，晶闸管T₃和T₄开始导通，负载电流开始流过这两个晶闸管。或者换言之，负载得到供电，负电源电压将施加于负载两端。

图2-8 阻性负载下的单相、全波可控整流电路

图2-9 电路图

a）T₁，T₂导通 b）T₃，T₄导通

图2-10描述了单相全波可控整流器在纯阻性负载下的输入和输出波形。这里，α为触发延迟角，单位是度。触发角可以定义为门极信号施加于晶闸管的角度或时刻。负载是纯阻性且没有内部电源时，变换器的运行完全取决于电源电压和触发延迟角。由于电源电压在每个周期中经过两次零点，电路常工作在断续状态。(www.xing528.com)

对于感性负载，电路中存在储能元件。因此，电路工作常常取决于电感的状态。当在变流器工作期间变流器电流为零时，变流器工作在断续导通状态（DCM）。如果变流器的整个工作状态期间，电感电流从不为零，则变流器工作在连续导通状态（CCM）。

图2-10 输入输出波形

在CCM工作状态，晶闸管T₁和T₂在电源电压的正半周正向偏置，等待导通。一旦施加门极信号，它们开始导通，电源电压将出现在负载两端。当电源电压为零，晶闸管反向偏置，但由于负载是感性的，电感电流不会立即改变，所以电流仍然为正，不为零。因此在π之后，除非负载电流为零，否则电源电压不会施加于负载两端。门极信号在α＋π时刻施加于T₃和T₄。一旦T₃和T₄得到触发，它们开始导通，同时T₁和T₂被迫关断。此时，负的电源电压将出现在负载的两端。

在DCM工作状态，电感电流在π之后和α＋π之前降为零。当电感电流为零时，输出电压也为零。

工作在连续导通状态下的变流器输出电压如下：

在触发延迟角大于90°时，输出电压为负，电流方向不变。因此，此时的变流器是两象限AC/DC变换器。事实上，全桥可控变换器可以实现逆变器的功能。