可控整流器 - 装置、方案、工作原理

可控整流器用于调节整流交流电路中的输出电压。连同在整流器之后控制输出电压的其他方法（例如 LATR 或变阻器），可控整流器可以实现更高的效率和高电路可靠性，这对于使用 LATR 或变阻器调节的调节来说是不可能的。

使用受控阀门更先进，也更不麻烦。晶闸管最适合担任受控阀门的角色。

在初始状态下，晶闸管处于锁定状态，并有两种可能的稳定状态：闭合和断开（导通）。如果电源电压高于晶闸管的低工作点，则当电流脉冲施加到控制电极时，晶闸管将进入导通状态，随后施加到控制电极的脉冲不会影响阳极电流无论如何，即控制电路只负责打开晶闸管，而不负责关闭它。可以说晶闸管的功率有显着增加。

要关断晶闸管，必须降低其阳极电流，使其小于保持电流，这可通过降低电源电压或增加负载电阻来实现。

处于开路状态的晶闸管能够传导高达数百安培的电流，但与此同时，晶闸管具有相当大的惯性。晶闸管的导通时间为 100 ns 至 10 μs，关断时间为 1 μs 至 100 μs 的十倍。

为使晶闸管可靠工作，阳极电压的上升速率不应超过10—500V/μs，视元件型号而定，否则可能因通过pn结的电容电流作用而发生误投切.

为避免误切换，晶闸管的控制极总是并联一个电阻，其阻值通常在51至1500欧姆之间。

除晶闸管外，其他用于调节整流器中的输出电压。 半导体器件：三端双向可控硅开关元件、二极管和锁定晶闸管。施加在阳极上的电压会导通发电机，它们有两个电极，就像二极管一样。

三端双向可控硅开关元件的特点是能够包含至少相对于阳极、至少相对于阴极的控制脉冲，但所有这些设备，如晶闸管，都是通过将阳极电流降低到低于保持电流的值来关闭的。至于可锁定晶闸管，可以通过在控制电极上施加反极性电流来锁定，但关断时的增益比导通时低十倍。

晶闸管、三端双向可控硅开关、二极管、可控晶闸管——所有这些器件都用于电源和自动化电路中，以调节和稳定电压和功率，以及用于保护目的。

通常，在可控整流电路中使用晶闸管代替二极管。在单相桥中，二极管的开关点和晶闸管的开关点不同，它们之间存在相位差，这可以通过考虑角度来体现。

负载电压的直流分量与这个角度呈非线性关系，因为电源电压本质上是正弦波。在稳压整流器之后连接的负载电压的直流分量可以通过以下公式找到：

晶闸管控制整流器的控制特性显示了输出电压对桥的相位（接通角度）负载的依赖性：

对于感性负载，通过晶闸管的电流将呈矩形，并且在大于零的角度下，由于负载电感的自感应电动势的作用，电流将被汲取。

在这种情况下，电网电流的基波将相对于电压偏移一定角度。为了消除钳位，使用了一个零二极管，通过它可以关闭电流并给出小于桥角度一半的偏移。

为了减少半导体的数量，他们求助于一个不对称的可控整流电路，其中一对二极管代替一个中性二极管，结果是一样的。

放大器电路也允许使用晶闸管。这样的方案可以让你获得更高的效率。最小电压由二极管给出，升高的电压通过晶闸管提供。在消耗最大的情况下，二极管一直处于关闭状态，晶闸管的开关角始终为0。该电路的缺点是需要增加一个变压器绕组。