觸發延遲角（控製角）——從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發脈衝止所對應的電角度，用：

 

表示
，稱觸發角或控製角。

 

 

按組成的器件可分為不可控

、半控、全控三種
；

 

按電路結構可分為橋式電路和零式電路；

 

按交流輸入相數分為單相電路和多相電路；

 

按變壓器二次側電流的方向是單向或雙向
，又分為單拍電路和雙拍電路。

 

下麵主要以單相橋式全控整流電路（Single Phase Bridge Controlled RecTIfier）為例進行分析。

 

 

單相全控橋式帶電阻負載時的波形單相全控橋式帶電阻負載時的波形

 

 

令其為0，則有

 

 

，即單相全控橋式整流電路帶電阻負載時的控製角移相範圍為180°。

 

 

單相全控橋式帶感性負載時的波形 單相全控橋式帶感性負載時的波形

 

 

令其為0，則有

 

 


，即單相全控橋式整流電路帶感性負載時的控製角移相範圍為90°。其他的，像三相橋式全控整流電路帶不同負載的情況同理。如，三相橋式全控整流電路帶電阻負載時，則有其控製角的移相範圍是120°。

 

LED全波整流電路的設計：

 

該電路的優點是：電路簡單、成本低。缺點是：體積大、電壓驅動模式，LED亮度會隨著供應電壓的變化而有所改變；無法提供恒流輸出
；突波電流較大。這種LED驅動電源的電路結構非常簡單，隻需要一個低頻變壓器、整流器、濾波電容，以及一個用於調整亮度的可變電阻。串聯LED的數目主要由變壓器的匝數比所決定。一旦選用變壓器的匝數比固定之後，若要得到一樣的亮度9就很不容易再改變LED的數目。

 

 

 

采(cai)用(yong)相(xiang)位(wei)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)以(yi)實(shi)現(xian)負(fu)載(zai)端(duan)直(zhi)流(liu)電(dian)能(neng)控(kong)製(zhi)的(de)可(ke)控(kong)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)。可(ke)控(kong)是(shi)因(yin)為(wei)整(zheng)流(liu)元(yuan)件(jian)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)晶(jing)閘(zha)管(guan)。在(zai)這(zhe)種(zhong)電(dian)路(lu)中(zhong)，隻(zhi)要(yao)適(shi)當(dang)控(kong)製(zhi)晶(jing)閘(zha)管(guan)觸(chu)發(fa)導(dao)通(tong)瞬(shun)間(jian)的(de)相(xiang)位(wei)角(jiao)
，就(jiu)能(neng)夠(gou)控(kong)製(zhi)直(zhi)流(liu)負(fu)載(zai)電(dian)壓(ya)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)。故(gu)稱(cheng)為(wei)相(xiang)控(kong)。

 

分類，相控整流電路分為單相
、三相、多相整流電路3種。

 

 

單相整流電路 　

 

圖1a為單相半波可控整流電路。圖中ug為晶閘管的觸發脈衝
，其工作過程如下：當u2負半周時，晶閘管不導通。在u2正半周時，不加觸發脈衝之前，晶閘管也不導通，隻有加觸發脈衝之後，晶閘管才導通，這時負載Rd上流過電流。在電流為零時刻
，晶閘管自動關斷，為下一次觸發導通作好準備
，如此循環往複

，負載上得到脈動的直流電壓ud。晶閘管從開始承受正向電壓起到開始導通這一角度稱為控製角，以α表示。這樣，隻要改變控製角α的de大da小xiao，即ji改gai變bian觸chu發fa脈mai衝chong出chu現xian的de時shi刻ke，就jiu改gai變bian了le直zhi流liu輸shu出chu電dian壓ya的de平ping均jun值zhi。觸chu發fa脈mai衝chong總zong是shi在zai電dian源yuan周zhou期qi的de同tong一yi特te定ding時shi刻ke加jia到dao晶jing閘zha管guan的de控kong製zhi極ji上shang，所suo以yi

，觸chu發fa脈mai衝chong和he電dian源yuan電dian壓ya在zai頻pin率lv和he相xiang位wei上shang要yao配pei合he好hao，這zhe種zhong協xie調tiao配pei合he的de關guan係xi稱cheng為wei同tong步bu。圖tu1b為wei單dan相xiang橋qiao式shi可ke控kong整zheng流liu電dian路lu。它ta與yu單dan相xiang半ban波bo可ke控kong整zheng流liu電dian路lu相xiang比bi，其qi變bian壓ya器qi利li用yong係xi數shu較jiao高gao
，直zhi流liu側ce脈mai動dong的de基ji波bo頻pin率lv為wei交jiao流liu基ji波bo的de二er倍bei，故gu為wei小xiao功gong率lv場chang合he常chang用yong的de整zheng流liu電dian路lu之zhi一yi。 這裏，脈波數P的(de)概(gai)念(nian)很(hen)重(zhong)要(yao)。所(suo)謂(wei)脈(mai)波(bo)數(shu)就(jiu)是(shi)在(zai)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)的(de)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)之(zhi)內(nei)直(zhi)流(liu)側(ce)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)的(de)重(zhong)複(fu)次(ci)數(shu)。通(tong)常(chang)脈(mai)波(bo)數(shu)越(yue)多(duo)
，直(zhi)流(liu)側(ce)輸(shu)出(chu)越(yue)平(ping)滑(hua)
，交(jiao)流(liu)側(ce)電(dian)流(liu)越(yue)接(jie)近(jin)正(zheng)弦(xian)波(bo)。為(wei)了(le)增(zeng)加(jia)脈(mai)波(bo)數(shu)，可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)交(jiao)流(liu)側(ce)相(xiang)數(shu)，但(dan)是(shi)， 一(yi)般(ban)相(xiang)數(shu)增(zeng)加(jia)越(yue)多(duo)，各(ge)相(xiang)的(de)通(tong)電(dian)時(shi)間(jian)變(bian)得(de)越(yue)短(duan)，這(zhe)樣(yang)會(hui)使(shi)整(zheng)流(liu)元(yuan)件(jian)與(yu)整(zheng)流(liu)變(bian)壓(ya)器(qi)副(fu)邊(bian)繞(rao)組(zu)的(de)利(li)用(yong)率(lv)變(bian)壞(huai)
，使(shi)裝(zhuang)置(zhi)體(ti)積(ji)變(bian)大(da)
，成(cheng)本(ben)提(ti)高(gao)。圖(tu)1c為單相橋式半控整流電路，由於可控的晶閘管與不控的二極管混合組成
，故稱半控。F稱續流二極管，若直流電壓變為負值
，它成為直流側環流的路徑，維持輸出電壓為零。

 

單(dan)相(xiang)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)，對(dui)觸(chu)發(fa)電(dian)路(lu)的(de)要(yao)求(qiu)較(jiao)低(di)
，相(xiang)位(wei)同(tong)步(bu)問(wen)題(ti)很(hen)簡(jian)單(dan)

，調(tiao)整(zheng)也(ye)比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)。但(dan)它(ta)的(de)輸(shu)出(chu)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)的(de)紋(wen)波(bo)係(xi)數(shu)較(jiao)大(da)。由(you)於(yu)它(ta)接(jie)在(zai)電(dian)網(wang)的(de)一(yi)相(xiang)上(shang)
，易(yi)造(zao)成(cheng)電(dian)網(wang)負(fu)載(zai)不(bu)平(ping)衡(heng)
，所(suo)以(yi)一(yi)般(ban)隻(zhi)用(yong)於(yu)4kW以下的中小容量的設備上。如果負載較大，一般都用三相電路。

 

 

　　

dangzhengliurongliangjiaoda，yaoqiuzhiliudianyamaidongjiaoxiao，duikuaisuxingyouteshuyaoqiudechanghe，yingkaolvcaiyongsanxiangkekongzhengliudianlu。zheshiyinweisanxiangzhengliuzhuangzhisanxiangshipinghengde

，shuchudezhiliudianyahedianliumaidongxiao，duidianwangyingxiangxiao，qiekongzhizhihoushijianduan。tu2為(wei)三(san)相(xiang)橋(qiao)式(shi)全(quan)控(kong)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)及(ji)其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)。在(zai)理(li)想(xiang)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)路(lu)在(zai)任(ren)何(he)時(shi)刻(ke)都(dou)必(bi)須(xu)有(you)兩(liang)個(ge)晶(jing)閘(zha)管(guan)導(dao)通(tong)

，一(yi)個(ge)是(shi)共(gong)陽(yang)極(ji)組(zu)的(de)
，另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)共(gong)陰(yin)級(ji)組(zu)的(de)，隻(zhi)有(you)它(ta)們(men)同(tong)時(shi)導(dao)通(tong)才(cai)能(neng)形(xing)成(cheng)導(dao)電(dian)回(hui)路(lu)。T1、T2、T3
、T4、T5、T6的觸發脈衝互差60°。因此，電路每隔60°有一個晶閘管換流，導通次序為1→2→3→4→5→6
，每個晶閘管導通120°。在整流電路合閘後
，共陰極和共陽級組各有一個晶閘管導通。因此，每個觸發脈衝的寬度應大於60°、小於120°，或用兩個窄脈衝等效地代替大於60°的寬脈衝，即在向某一個晶閘管送出觸發脈衝的同時，向前一個元件補送一個脈衝，稱雙脈衝觸發。整流輸出電壓波形如圖2 所示。當T1、T6導通時
，ud＝uab；T1、T2導通時
，ud＝uac

；同理，依次為ubc，uba
，uca
，ucb

，均為線電壓的一部分

，脈動頻率為300Hz，晶閘管T1上的電壓uT1波形分為三段，在T1導電的120°中，uT1＝0（僅管壓降）；當T3導通
，T1受反向電壓關斷，uT1＝uab；T5導通時，T3關斷
，uT1＝uac。因此晶閘承受的最大正、反向電壓為線電壓的峰值。

 

采用三相全控橋式整流電路時
，輸出電壓交變分量的最低頻率是電網頻率的6倍(bei)，交(jiao)流(liu)分(fen)量(liang)與(yu)直(zhi)流(liu)分(fen)量(liang)之(zhi)比(bi)也(ye)較(jiao)小(xiao)，因(yin)此(ci)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)比(bi)同(tong)容(rong)量(liang)的(de)單(dan)相(xiang)或(huo)三(san)相(xiang)半(ban)波(bo)電(dian)路(lu)小(xiao)得(de)多(duo)。另(ling)外(wai)，晶(jing)閘(zha)管(guan)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)值(zhi)也(ye)較(jiao)低(di)。因(yin)此(ci)，這(zhe)種(zhong)電(dian)路(lu)適(shi)用(yong)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)變(bian)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)。

 

 

　　

隨著整流電路的功率進一步增大（如軋鋼電動機，功率達數兆瓦），為了減輕對電網的幹擾，特別是減輕整流電路高次諧波對電網的影響，可采用十二相、十八相、二十四相

，乃至三十六相的多相整流電路。圖3a為兩組三相橋串聯組成的十二相整流電路。為了獲得十二相波形，每個波頭應該錯開30°。suoyicaiyongsanraozubianyaqi，cijidelianggeraozuyigejiechengxingxing，lingyigejiechengsanjiaoxing，fenbiegonggeiliangzusanxiangqiao。liangzuzhengliuqiaochuanlianhouzaijiedaofuzai。youyuliangzuzhengliuqiaoshuchudedianyadexiangweibicicha30°
，因此在負載上得到十二脈波的整流電壓
，合成電壓中最低次諧波頻率為600Hz，輸出電壓ud=ud1+ud2，電流id=id1=id2。圖3b是兩組三相橋並聯組成大電流的十二相整流電路。兩橋變壓器次級繞組電壓依次相差30°。若ruo兩liang組zu橋qiao的de交jiao流liu線xian電dian壓ya相xiang等deng，各ge自zi的de控kong製zhi角jiao也ye相xiang等deng，則ze兩liang組zu橋qiao的de整zheng流liu平ping均jun電dian壓ya也ye相xiang等deng，隻zhi要yao極ji性xing相xiang符fu合he
，就jiu可ke以yi並bing聯lian運yun行xing。但dan是shi兩liang組zu整zheng流liu電dian壓ya的de瞬shun時shi值zhi是shi不bu等deng的de，兩liang組zu電dian源yuan間jian會hui出chu現xian交jiao流liu環huan流liu。為wei了le限xian止zhi環huan流liu
，延yan長chang晶jing閘zha管guan的de導dao通tong時shi間jian，需xu要yao加jia入ru平ping衡heng電dian抗kang器qi，輸shu出chu電dian壓yaud=（ud1+ud2）/2
，電流id=id1+id2。

 

caiyongduoxiangzhengliudianlunenggaishangonglvyinshu，tigaomaidongpinlv，shibianyaqichujidianliudeboxinggengjiejinzhengxianbo，congerxianzhujianshaoxiebodeyingxiang。lilunshang，suizhexiangshudezengjia，kejinyibuxueruoxiebodeyingxiang。danzheyangzuozengjialeshebeifeiyong


，zaijishushangduijingquedidedaoxiangtongdekongzhijiaotichulejiaoyangedeyaoqiu。yinerxuduifangandejishujingjizhibiaojinxingquanmianfenxi
，zuihouzuochuxuanze。

 

主要特性，相控整流電路具有以下幾個主要特性。

 

①輸出直流平均電壓Ud，在脈波數為P的整流電路中一般有

 

Ud=Uda-kXId

 

式中Ud為考慮了負載電流引起的電壓降時的直流電壓，k是與電路有關的常數
，X是換相電抗
，Id為直流平均電流。由式（1）kejian
，dianyajiangzhuyaoyoujiaoliucediankangyinqi，youhuanxiangzhongdiexianxiangyinqidedianyajiangyuhuanxiangjieshushidezhiliucedianliuchengzhengbi。congzhiliucekan，jiaoliucediankangqizheyigedengxiaodianzudezuoyong。

 

Uda=Ud0cosα

 

式中Uda為相位控製時的空載電壓，α為控製角。

 

式中Ud0為空載無相位控製時電壓；U2為交流電壓有效值，在P相半波整流電路中為相電壓，在P/2相橋式整流電路中為線電壓。當控製角為α 時，式（2）適用於全控橋式電路，式（3）適用於半控橋式電路。

 

②整流變壓器容量和整流功率Pd的關係：變壓器平均計算容量S為

 

S＝（S1＋S2）/2

 

式中S1為初級容量
，S1＝m1U1I1;S2為次級容量，S2＝m2U2I2;m1、m2分別為變壓器初、次級繞組相數。帶有大電感負載的三相半波電路如圖4所示。

 

 

由圖可見，變壓器次級繞組電流i2可以分解成直流分量i2=和交流分量i。由於直流分量i2≈隻能產生直流磁通勢，所以它無法影響初級電流作相應變化。而交流分量 i將通過變壓器的磁耦合反映到初級電流中去。這樣，初
、次級電流有效值分別為I1=Id/3、I2=Id/。在α＝0°和不考慮電網電壓波動等情況下，得S2=1.48Pd、S1＝1.21Pd、S＝1.345Pd
， 其中Pd為整流功率。在三相橋式電路中，次級無直流分量電流
，所以初、次級電流是波形相同的交流電，故S＝1.05Pd，可見橋式接線時變壓器利用率提高。

 

③重疊導電現象和電壓降：圖5所示為變壓器漏抗存在時對整流電路波形的影響。當T1處於導通狀態，給直流側提供電流Id時

，觸發T2
，若ud＜ub
，則T2變為導通狀態。但由於交流側存在漏感，T2中的電流並不立即變為Id，T1中的電流也不立即降為零，因此出現T1和T2同時導通的狀態，這種狀態稱為換相重疊現象
，這段時間以相角計算，稱換相重疊角，用u表示。在重疊期中，輸出電壓為（ud+ub）/2
，與不考慮漏抗時相比，輸出電壓降低了（ub-ud）/2。重疊期內直流電流一定的話，則T1
、T2回路中流過環流i，這時α相電流id=Id-i將逐漸減小，而b相電流ib＝i，當ib增加到Id時，id就等於零
，這樣就完成了換相過程。關於電流i，2&TImes;di/dθ＝ub－ud式成立，由於在控製角α處i=0，在（α＋u）處i=Id，故有2&TImes;Id=（ub－ud）·u。因此，交流電流在一周期內換相一次引起的平均輸出電壓降為dx＝XId/2π。重疊角u隨α不同而不同，但電壓降是與α無關的常數。在三相橋式電路中，由於一周內換相6次
，換相壓降nx＝6XId/2π，式中X是每相的電抗。

 

 

④整流電路的功率因數及諧波：功率因數λ＝P/S＝μ·cosφ，μ稱畸變因數，表征電流對正弦波的偏離度
；cosφ稱位移因數;φ為電壓和基波電流間的相位移。在不控整流電路中，當重疊角很小時，交流側基波電流與電壓相位相同
，即cosφ＝1。所以，功率因數可由圖6中的電流波形計算求得，其值分別為單相橋式電路是2/π≈0.900
，三相橋式電路是3/π≈0.955，在P＝12的電路中為0.989，故對於12脈波以上的電路
，實際上可以認為功率因數近似於1。采用晶閘管相位控製時，由於交流電流波形形狀不變，隻是相位延遲了一個控製角α
，所以可控整流電路的功率因數λ=μ·cosα，此時φ＝α，即為不可控整流電路的功率因數乘以位移因數cosα，考慮重疊角時的功率因數，由於存在重疊角u，chudianliuxiangweiyanchiwai，dianliuboxingyeyoujinsidefangbobianweijinsidetixingbo，qiyouxiaozhiyeyousuogaibian
，yinergonglvyinshudejisuanquyufuza。jinsidikeyizhikaolvxiangweiyanchideyingxiang。rusanxiangqiaoshidianludekongzhijiaoweiα，重疊角為u，則功率因數為0.955·cos（α＋u/2）。在整流電路產生的諧波中，若控製保持對稱的話
，則僅有特定次數的諧波從交流電源側流出。在三相P脈波整流電路中僅產生nP±1次諧波（n＝1，2，…）。

 

選擇整流電路時
，主要從電性能好、結構簡單
、經濟實用、對電網影響小等方麵考慮
，合理選用。