可控整流器 - 裝置、方案、工作原理

可控整流器用於調節整流交流電路中的輸出電壓。連同在整流器之後控制輸出電壓的其他方法（例如 LATR 或變阻器），可控整流器可以實現更高的效率和高電路可靠性，這對於使用 LATR 或變阻器調節的調節來說是不可能的。

使用受控閥門更先進，也更不麻煩。晶閘管最適合擔任受控閥門的角色。

在初始狀態下，晶閘管處於鎖定狀態，並有兩種可能的穩定狀態：閉合和斷開（導通）。如果電源電壓高於晶閘管的低工作點，則當電流脈衝施加到控制電極時，晶閘管將進入導通狀態，隨後施加到控制電極的脈沖不會影響陽極電流無論如何，即控制電路只負責打開晶閘管，而不負責關閉它。可以說晶閘管的功率有顯著增加。

要關斷晶閘管，必須降低其陽極電流，使其小於保持電流，這可通過降低電源電壓或增加負載電阻來實現。

處於開路狀態的晶閘管能夠傳導高達數百安培的電流，但與此同時，晶閘管具有相當大的慣性。晶閘管的導通時間為 100 ns 至 10 μs，關斷時間為 1 μs 至 100 μs 的十倍。

為使晶閘管可靠工作，陽極電壓的上升速率不應超過10—500V/μs，視元件型號而定，否則可能因通過pn結的電容電流作用而發生誤投切.

為避免誤切換，晶閘管的控制極總是並聯一個電阻，其阻值通常在51至1500歐姆之間。

除晶閘管外，其他用於調節整流器中的輸出電壓。 半導體器件：三端雙向可控矽開關元件、二極管和鎖定晶閘管。施加在陽極上的電壓會導通發電機，它們有兩個電極，就像二極管一樣。

三端雙向可控矽開關元件的特點是能夠包含至少相對於陽極、至少相對於陰極的控制脈衝，但所有這些設備，如晶閘管，都是通過將陽極電流降低到低於保持電流的值來關閉的。至於可鎖定晶閘管，可以通過在控制電極上施加反極性電流來鎖定，但關斷時的增益比導通時低十倍。

晶閘管、三端雙向可控矽開關、二極管、可控晶閘管——所有這些器件都用於電源和自動化電路中，以調節和穩定電壓和功率，以及用於保護目的。

通常，在可控整流電路中使用晶閘管代替二極管。在單相橋中，二極管的開關點和晶閘管的開關點不同，它們之間存在相位差，這可以通過考慮角度來體現。

負載電壓的直流分量與這個角度呈非線性關係，因為電源電壓本質上是正弦波。在穩壓整流器之後連接的負載電壓的直流分量可以通過以下公式找到：

晶閘管控制整流器的控制特性顯示了輸出電壓對橋的相位（接通角度）負載的依賴性：

對於感性負載，通過晶閘管的電流將呈矩形，並且在大於零的角度下，由於負載電感的自感應電動勢的作用，電流將被汲取。

在這種情況下，電網電流的基波將相對於電壓偏移一定角度。為了消除箝位，使用了一個零二極管，通過它可以關閉電流並提供小於橋角度一半的偏移。

為了減少半導體的數量，他們求助於不對稱的可控整流電路，用一對二極管代替一個中性二極管，結果是一樣的。

放大器電路也允許使用晶閘管。這樣的方案可以讓你獲得更高的效率。最小電壓由二極管給出，升高的電壓通過晶閘管提供。在消耗最大的情況下，二極管始終處於關閉狀態，晶閘管的開關角始終為0。該電路的缺點是需要增加一個變壓器繞組。