直流穩(wěn)壓電路7.1整流及濾波電路7.2直流穩(wěn)壓電路7.3晶閘管及可控整流電路小功率直流穩(wěn)壓電路一般由交流電源經(jīng)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路四部分組成，見圖7.1。變壓器將交流電源電壓變成所需值的同頻率電壓，整流電路將交流電壓變換成單方向脈動的直流電；濾波電路再將單方向脈動的直流電中所含的大部分交流成分濾掉，得到一個較平滑的直流電；穩(wěn)壓電路用來消除由于電網(wǎng)電壓波動、負載改變對其產(chǎn)生的影響，從而使輸出電壓穩(wěn)定。圖7.1直流電源電路的組成框圖7.1整流及濾波電路

7.1.1單相半波整流電路

圖7.2是單相半波整流電路，它由整流變壓器T、整流二極管VD及負載RL組成。圖7.2單相半波整流電路

1.單相半波整流電路工作原理

單相半波整流電路電壓、電流的波形如圖7.3所示。圖7.3電壓、電流的波形

2.主要技術(shù)指標

(1）輸出電壓平均值。

在圖7.3所示的波形電路中，負載上得到的整流電壓是單方向的，但其大小是變化的，是一個單向脈動的電壓，由此可求出其平均電壓值為（7-1）

(2）輸出電流Io：由于流過負載的電流Io就等于流過二極管的電流，所以（7-2）（3）二極管承受的最高反向電壓URM。在二極管不導(dǎo)通期間，承受反壓的最大值就是變壓器次級電壓u2的最大值，即（7-３）7.1.2單相橋式整流電路

為了克服半波整流電路電源利用率低、整流電壓脈動

程度大的缺點，常采用全波整流電路，最常用的形式是橋式整流電路。它由四個二極管接成電橋形式，其畫法如圖7.4

所示。下面以圖7.4(a)為例分析其原理。圖7.4單相橋式整流電路組成

1.電路組成及工作原理

在圖7.4（a）所示電路中，當變壓器次級電壓u2為上正下負時，二極管VD1和VD3導(dǎo)通，VD2和VD4截止，電流i1的通路為a→VD1→RL→VD3→b，這時負載電阻RL上得到一個正弦半波電壓,如圖7.5中0~π段所示。當變壓器次級電壓u2為上負下正時，二極管VD1和VD3反向截止，VD2和VD4導(dǎo)通，電流i2的通路為b→VD2→RL→VD4→a，同樣，在負載電阻上得到一個正弦半波電壓，如圖7.5中π~2π段所示。圖7.5單相橋式整流電路電壓與電流波形

2.技術(shù)指標

（1）輸出電壓平均值Uo。由以上分析可知，橋式整流電路的整流電壓平均值Uo比半波整流時增加一倍，即

Uo=2×0.45U2=0.9U2(7-4)

（2）輸出電流Io。橋式整流電路通過負載電阻的平均電流也增加一倍，即（7-5）

(3）二極管的平均電流。因為每兩個二極管串聯(lián)輪換導(dǎo)通半個周期，因此，每個二極管中流過的平均電流只有負載電流的一半，即（7-6）

(4）二極管承受的最高反向電壓URM。由圖7.4（a）可以看出，當VD1和VD3導(dǎo)通時，如果忽略二極管正向壓降，此時，VD2和VD4的陰極接近于a點，陽極接近于b點，二極管由于承受反壓而截止，其最高反壓為u2的峰值，即（7-7）7.1.3濾波電路

1.電容濾波電路

圖7.6所示為一單相半波整流電容濾波電路，由于電容兩端電壓不能突變，因而負載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以平滑，達到濾波目的。濾波過程及波形如圖7.7所示。圖7.6單相半波整流電容濾波電路圖7.7電容濾波原理及輸出波形在u2的正半周時，二極管VD導(dǎo)通，忽略二極管正向壓降，則uo=u2，這個電壓一方面給電容充電，一方面產(chǎn)生負

載電流Io，電容C上的電壓與u2同步增長，當u2達到峰值后，開始下降，UC＞u2，二極管截止，如圖7.7中的A點。之后，電容C以指數(shù)規(guī)律經(jīng)RL放電，UC下降。當放電到B點時，u2經(jīng)負半周后又開始上升，當u2＞UC時，電容再次被充電到峰值。UC降到C點以后，電容C再次經(jīng)RL放電，通過這種周期性充放電，以達到濾波效果。由于電容的不斷充放電，使得輸出電壓的脈動性減小，而且輸出電壓的平均值有所提高。輸出電壓平均值Uo的大小，顯然與RL、C的大小有關(guān)，RL愈大，C愈大，電容放電愈慢，Uo愈高。在極限情況下，當RL=∞時，Uo=UC=U2，不再放電。當RL很小時，C放電很快，甚至與u2同步下降，則Uo=0.9U2，

RL、C對輸出電壓的影響如圖7.7中虛線所示。可見電容濾波電路適用于負載較小的場合。當滿足RLC≥（3~5）T/2時(其中T為交流電源電壓的周期)，則輸出電壓的平均值為

Uo=U2(半波)(7-8)

Uo=1.2U2(全波）(7-9)電容濾波注意問題：

(1)濾波電容容量較大，一般用電解電容，應(yīng)注意電容的正極性接高電位，負極性接低電位。如果接反則容易擊穿、爆裂。（2）開始時，電容C上的電壓為零，通電后電源經(jīng)整流二極管給C充電。通電瞬間二極管流過短路電流，稱浪涌電流。浪涌電流一般是正常工作電流Io的5~7倍，所以選二極管時，正向平均電流參數(shù)應(yīng)選大一些。同時在整流電路的輸出端應(yīng)串接一個阻值約為（0.02~0.01）R的電阻，以保護整流二極管。

2.電感濾波

由于通過電感的電流不能突變，用一個大電感與負載串聯(lián)，流過負載的電流就不能突變，電流平滑，輸出電壓的波形也就平穩(wěn)了。其實質(zhì)是電感對交流呈現(xiàn)很大的阻抗，頻率愈高，感抗越大，交流成分絕大部分降到了電感上，若忽略導(dǎo)線電阻，電感對直流沒有壓降，即直流均落在負載上，達到了濾波目的。電感濾波電路如圖7.8所示。在這種電路中，輸出電壓的交流成分是整流電路輸出電壓的交流成分經(jīng)XL和RL分壓的結(jié)果，只有ωL>>RL時，濾波效果才好。圖7.8帶電感濾波器的橋式整流電路圖輸出電壓平均值Uo一般Uo小于全波整流電路輸出電壓的平均值，如果忽略電感線圈的銅阻，則Uo≈0.9U2。雖然電感濾波電路對整流二極管沒有電流沖擊，但為了使L值大，多用鐵心電感，但體積大、笨重，且輸出電壓的平均值Uo

較低。

3.復(fù)式濾波電路

為了進一步減小輸出電壓的脈動程度，可以用電容和鐵心電感組成各種形式的復(fù)式濾波電路。電感型LC濾波電路如圖7.9所示。整流輸出電壓中的交流成分絕大部分降落在電感上，電容C又對交流接近于短路，故輸出電壓中交流成分很少，幾乎是一個平滑的直流電壓。由于整流后先經(jīng)電感L濾波，總特性與電感濾波電路相近，故稱為電感型LC濾波電路，若將電容C平移到電感L之前，則為電容型LC濾波電路。圖7.9橋式整流電感型LC濾波電路

4.Π型濾波電路

圖7.10所示為LCΠ型濾波電路。整流輸出電壓先經(jīng)電容C1濾除交流成分后，再經(jīng)電感L后濾波電容C2上的交流成分極少，因此輸出電路幾乎是平直的直流電壓。由于鐵心電感

體積大、笨重、成本高、使用不便，因此，在負載電流不太大而要求輸出脈動很小的場合，可將鐵心電感換成電阻，即RCΠ型濾波電路，如圖7.10（b）所示。圖7.10Π型濾波電路（a）LCΠ型濾波電路；（b）RCΠ型濾波電路電阻R對交流和直流成分均產(chǎn)生壓降,故會使輸出電壓下降,但只要RL>>1/(ωC2),電容C1濾波后的輸出電壓絕大多數(shù)就會降在電阻RL上。RL愈大，C2愈大，濾波效果愈好。7.2直流穩(wěn)壓電路

7.2.1硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路

1.電路組成及工作原理

硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖7.11所示，經(jīng)整流濾波后得到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui，限流電阻

R和穩(wěn)壓管VZ組成穩(wěn)壓電路，輸出電壓Uo=UZ。圖7.11穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的直流電源電路在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動還是負載電阻RL

的變化，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路都能起到穩(wěn)壓作用，因為UZ基本恒定，而Uo=UZ。下面從兩個方面來分析其穩(wěn)壓原理：

（1）設(shè)RL不變，電網(wǎng)電壓升高使Ui升高，導(dǎo)致Uo升高，而Uo=UZ。根據(jù)穩(wěn)壓管的特性，當UZ升高一點時，IZ將會顯著增加，這樣必然使電阻R上的壓降增大，吸收了Ui的增加部分，從而保持Uo不變。反之亦然。（2）設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當負載電阻RL阻值增大時，

IL減小，限流電阻R上壓降UR將會減小。

由于Uo=UZ=Ui－UR，所以導(dǎo)致Uo升高，即UZ升高，這樣必然使IZ顯著增加。由于流過限流電阻R的電流IR=IZ+IL，這樣可以使流過R上的電流基本不變，導(dǎo)致壓降UR基本不變，則Uo也就保持不變。反之亦然。

2.穩(wěn)壓電路參數(shù)確定

1）限流電阻的計算

穩(wěn)壓電路要輸出穩(wěn)定電壓，必須保證穩(wěn)壓管正常工作。因此必須根據(jù)電網(wǎng)電壓和負載電阻RL的變化范圍，正確地

選擇限流電阻R的大小。可以從以下兩個極限情況來考慮：(1)當Ui為最小值，Io達到最大值時，即Ui=Uimin，Io=Iomax，這時則IZ=IR－Iomax為最小值。為了讓穩(wěn)壓管進入穩(wěn)壓區(qū)，此時

IZ值應(yīng)大于IZmin，即

IZ=(Uimin－UZ)/R－Iomax＞IZmin

則

(2)當Ui達最大值，Io達最小值時，有

Ui=Uimax

Io=Iomin這時IR=(Uimax－UZ)/R，則IZ=IR－Iomin為最大值。為了保證穩(wěn)壓管安全工作，此時IZ值應(yīng)小于IZmax，即則所以限流電阻R的取值范圍為（7-10）

2）確定穩(wěn)壓管參數(shù)

一般取

UZ=Uo

IZmax=(1.5~3)Iomax(7-11)

Ui=(2~3)Uo7.2.2串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路

并聯(lián)型穩(wěn)壓電路可以使輸出電壓穩(wěn)定，但穩(wěn)壓值不能

隨意調(diào)節(jié)，而且輸出電流很小，由式(7-11)可知：Iomax=（1/3~2/3）IZmax,而IZmax一般只有20mA~40mA。為了加大輸出電流，使輸出電壓可調(diào)節(jié)，常用串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路，如圖7.12所示。圖7.12串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（a）分立元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路；（b）運算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖7.12（a）是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，當電網(wǎng)電壓波動或負載變化時，可能使輸出電壓Uo上升或下

降。為了使輸出電壓Uo不變，可以利用負反饋原理使其穩(wěn)

定。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo上升，其穩(wěn)壓過程為Uo↑→Ub2↑→Ub1（Uc2）↓→Uo↓。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓可由Rw進行調(diào)節(jié)。

（7-12）式中，R=R1+Rw+R2，Rw′是Rw的下半部分阻值。如果將圖7.12（a）中的放大元件改成集成運放，不但可以提高放大倍數(shù)，而且能提高靈敏度，這樣就構(gòu)成了由運算放大器組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，如圖7.12（b）所示。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo下降，其穩(wěn)壓過程為Uo↓→U－↓→Ub1↑→Uo↑。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路包括四大部分，其組成框圖如圖7.13所示。圖7.13串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖7.2.3集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用

集成穩(wěn)壓器將取樣、基準、比較放大、調(diào)整及保護環(huán)節(jié)集成于一個芯片，按引出端不同可分為三端固定式、三端可調(diào)式和多端可調(diào)式等。三端穩(wěn)壓器有輸入端、輸出端和公共端（接地）三個接線端點，由于它所需外接元件較少，便于安裝調(diào)試，工作可靠，因此在實際使用中得到了廣泛應(yīng)用。其外形如圖7.14所示。圖7.14三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式

1.三端穩(wěn)壓器

常用的三端固定穩(wěn)壓器有7800系列、7900系列，其外型如圖7.13（a）所示。型號中78表示輸出為正電壓值，79表示輸出為負電壓值，00表示輸出電壓的穩(wěn)定值。根據(jù)輸出電流的大小不同，又分為CW78系列，最大輸出電流為1A~1.5A；CW78M00系列，最大輸出電流為0.5A；CW78L00系列，最大輸出電流為100mA左右，7800系列，輸出電壓等級分為5V、6V、9V、12V、15V、

18V、24V；7900系列，輸出電壓等級分為－5V、－6V、

－9V、－12V、－15V、－18V、－24V。如CW7815，表明輸出+15V電壓，輸出電流可達1.5A，CW79M12，表明輸出－12V電壓，輸出電流為－0.5A。

2.三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用

（1）輸出固定電壓應(yīng)用電路。

輸出固定電壓的應(yīng)用電路如圖7.15所示，其中圖7.15（a）為輸出固定正電壓，圖7.15（b）為輸出固定負電壓。圖中Ci用以抵消輸入端因接線較長而產(chǎn)生的電感效應(yīng)，為防止自激振蕩，其取值范圍在0.1μF~1μF之間（若接線不長時可不用）;Co用以改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)，一般取1μF左右，其作用是減少高頻噪聲。圖7.15固定輸出的穩(wěn)壓電路（a）輸出固定正電壓；（b）輸出固定負電壓（2）輸出正、負電壓穩(wěn)壓電路。

當需要正、負兩組電源輸出時，可采用W7800系列和W7900系列各一塊，按圖7.16接線，即可得到正負對稱的兩組電源。圖7.16正負對稱輸出穩(wěn)壓電路7.2.4開關(guān)穩(wěn)壓電源

1.串聯(lián)降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源

開關(guān)電源的組成框圖如圖7.17所示，它主要由開關(guān)調(diào)整管、濾波器、比較放大和脈寬調(diào)制器等環(huán)節(jié)組成。開關(guān)調(diào)整管是一個由脈沖uPO控制的電子開關(guān)，如圖7.18所示。圖7.17開關(guān)電源的組成框圖圖7.18開關(guān)調(diào)整管工作過程示意圖當控制脈沖uPO出現(xiàn)時，電子開關(guān)閉合，uSO=uI；而uPO=0時，電子開關(guān)斷開，uSO=0，開關(guān)的開通時間ton與開關(guān)周期T之比稱為脈沖電壓uSO的占空比δ。由此可見，開關(guān)調(diào)整管的輸出電壓uSO是一個脈高為uI、脈寬由uPO控制、脈率

與uPO相同的矩形脈沖電壓。濾波器由電感電容組成，對脈沖電壓uSO進行濾波，得到波紋很小的直流輸出電壓uO。將輸出電壓uO取樣與基準電壓在比較放大環(huán)節(jié)中比較放大，其結(jié)果uE（誤差）作為脈寬調(diào)制器的輸入信號。脈寬調(diào)制器是一個基準電壓為鋸齒波的電壓比較器，輸出脈沖電壓uPO的脈寬由uE控制，而頻率與鋸齒波相同。其工作原理：當輸入電壓uI和負載都處于穩(wěn)定狀態(tài)時，輸出電壓uO也穩(wěn)定不變，設(shè)對應(yīng)的誤差信號uE和控制脈沖uPO的波形如圖7.19（a）所示。如果輸出電壓uO發(fā)生波動，例如uI上升會導(dǎo)致uO上升，則比較放大電路使uE下降，脈寬調(diào)制器的輸出信號uPO的脈寬變窄，如圖7.22（b）所示，開關(guān)調(diào)整管的開通時間減小，使uO下降。通過上述調(diào)整過程，使輸出電壓uO保持不變。圖7.19開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理示意圖輸出電壓uO的穩(wěn)定過程可描述如下：

uO↑→uE↓→uPO(脈寬)↓→ton↓→uO↓

這種定頻調(diào)寬控制方法稱為脈沖寬度調(diào)制（PWM）法。

串聯(lián)降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理如圖7.20所示。圖7.20串聯(lián)降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理圖三極管V為開關(guān)調(diào)整管，穩(wěn)壓管VZ的穩(wěn)定電壓U2作為基準電壓，電位器Rw對輸出電壓uo取樣送入比較放大環(huán)節(jié)與基準電壓u2相比較。濾波器由L、C和續(xù)流二極管VD組成，當三極管V導(dǎo)通時，uI向負載RL供電的同時也為電感L和電容C充電，當控制信號使開關(guān)調(diào)整管V截止時，電感L儲存的能量通過續(xù)流二極管VD向負載釋放，電容也同時向負載放電。使負載電流連續(xù)的臨界電感值為(7-13)實際使用中選用電感L應(yīng)大于LC。濾波電容的容量是根據(jù)輸出電壓的波紋峰值Upp來確定的：由于有濾波器的影響，該電路輸出電壓平均值UO必然大于δUI，而小于UI，因此稱為降壓型開關(guān)電源。

2.并聯(lián)升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源

并聯(lián)升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理示意圖如圖7.21所示。當控制信號到來使開關(guān)調(diào)整管V導(dǎo)通期間，二極管VD截止，其等效電路如圖7.21（b）所示，在此Ton期間，uI通過開關(guān)調(diào)整管V給電感L充磁儲能，負載電壓由電容C放電供給。當控制信號使開關(guān)調(diào)整管V關(guān)斷期間，二極管VD導(dǎo)通，其等效電路如圖7.21（c）所示，在此Toff期間，因電感儲有能量產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢能保持iL的方向不變，即電動勢的方向與iL的方向一致，故uL與uI同向串聯(lián)，兩個電壓疊加后通過二極管向負載供電，同時對電容C充電，使電感電流iL連續(xù)導(dǎo)通。圖7.21并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電源工作原理示意圖7.3晶閘管及可控整流電路

7.3.1晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、性能及參數(shù)

1.晶閘管的基本結(jié)構(gòu)

晶閘管的基本結(jié)構(gòu)是由P1—N1—P2—N2三個PN結(jié)四層半導(dǎo)體構(gòu)成的，如圖7.22所示。其中P1層引出電極A為陽極；N2層引出電極K為陰極；P2層引出電極G為控制極，其外型

及符號如圖7.23所示。圖7.22晶閘管結(jié)構(gòu)圖7.23晶閘管的外型及符號

2.晶閘管的工作原理

可以把晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)看成由PNP和NPN型兩個晶體管連接而成，如圖7.24所示。當在A、K兩極間加上正向電壓UAK時，由于J2反偏，故晶閘管不導(dǎo)通，在控制極上加一正向控制電壓UGK后，產(chǎn)生控制電流IG，它流入V2管的基極，并經(jīng)過V2管電流放大得IC2=β2IG；又因為IC2=IB1，所以IC1=β1β2IG，IC1又流入V2管的基極再經(jīng)放大形成正反饋，使V1和V2管迅速飽和導(dǎo)通。飽和壓降約為1V左右，使陽極有一個很大的電流IA，電源電壓UAK幾乎全部加在負載電阻RL上。這就是晶閘管導(dǎo)通的原理。當晶閘管導(dǎo)通后，若去掉UGK，則晶閘管仍維持導(dǎo)通。要使晶閘管重新關(guān)斷，只有使陽極電流小于某一值，使V1、V2管截止，這個電流稱維持電流。當可控硅陽極和陰極之間加反向電壓時，無論是否加UGK，晶閘管都不會導(dǎo)通。圖7.24晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)綜上所述，晶閘管是一個可控制的單向開關(guān)元件，它的導(dǎo)通條件為：①陽極到陰極之間加上陽極比陰極高的正偏電壓；②晶閘管控制極要加門極比陰極電位高的觸發(fā)電壓。而關(guān)斷條件為晶閘管陽極接電源負極，陰極接電源正極，或使晶閘管中電流減小到維持電流以下。晶閘管的整個工作情況如圖7.25所示。圖7.25晶閘管工作情況

3.晶閘管的基本特性

晶閘管的伏安特性如圖7.26所示。圖7.26（a）為IG=0時的伏安特性曲線。在伏安特性曲線上，除BA轉(zhuǎn)折段外，很像二極管的伏安特性，因此晶閘管相當于導(dǎo)通時可控的一種二極管。在很大的正向和反向電壓作用下，晶閘管都會損壞。通常是在晶閘管接通合適的正向電壓下將正向觸發(fā)電壓加在控制極上，使晶閘管導(dǎo)通，其特性曲線如圖7.26（b）所示，由圖可知，控制極電流IG愈大，正向轉(zhuǎn)折電壓愈低，晶閘管愈容易導(dǎo)通。圖7.26晶閘管伏安特性(a)IG=0時的伏安特性；(b)不同IG時的伏安特性

4.主要參數(shù)

(1)正向重復(fù)峰值電壓UFRM是在控制極斷路時，可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓，通常規(guī)定該電壓比正向轉(zhuǎn)折電壓小100V左右。

(2)反向重復(fù)峰值電壓URRM是在控制極開路時，可以重

復(fù)加在晶閘管元件上的反向重復(fù)峰值電壓，一般情況下URRM=UFRM。

(3)額定正向平均電流IF是在規(guī)定環(huán)境溫度和標準散熱及全導(dǎo)通條件下，晶閘管元件可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流的平均值。

(4)維持電流IH是在規(guī)定環(huán)境溫度和控制極開路時，維持元件繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流。

(5)觸發(fā)電壓UG與觸發(fā)電流IG是在規(guī)定環(huán)境溫度下加一正向電壓，使晶閘管從阻斷轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通時所需的最小控制極電壓和電流。7.3.2可控整流電路

1.單向半波可控整流電路

圖7.27是由晶閘管組成的半波可控整流電路，其中負載電阻為RL，工作情況如圖7.28所示（對不同性質(zhì)的負載工作情況不同，在此僅介紹電阻性負載，對于電感性負載的工作情

況可參考有關(guān)書籍）。圖7.27晶閘管組成的半波由圖7.28可見，在輸入交流電壓u的正半周時，晶閘管VD承受正向電壓。

晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷，負載上的電壓、電流均為零。在第二個正半周內(nèi)，再在相應(yīng)的ωt2時刻加入觸發(fā)脈沖，晶閘管再次導(dǎo)通，使負載RL上得到如圖7.28（c）所示的電壓波形。圖7.28（d）所示的波形為晶閘管所承受的正向和反向電壓。最高正向和反向電壓均為輸入交流電壓的幅值。圖7.28電壓電流波形圖顯然，在晶閘管承受正向電壓的時間內(nèi)，改變控制極觸發(fā)脈沖的加入時間（稱為移相），負載上得到的電壓波形隨之改變。可見，移相可以控制負載電壓的大小。晶閘管在加正向電壓下不導(dǎo)通的區(qū)域稱控制角α（又稱移相角），如圖7.28（c）所示；而導(dǎo)通區(qū)域稱為導(dǎo)通角θ，可以看出導(dǎo)通角愈大，輸出電壓愈高。可控整流電路輸出電壓和輸出電流的平均值分別為（7-15）（7-16）由式(7-15)可知，輸出電壓Uo的大小隨α的大小而變化。當α=0時，Uo=0.45U，輸出最大，晶閘管處于全導(dǎo)通狀態(tài)；當α=π時，Uo=0，晶閘管處于截止狀態(tài)。

2.單相半控橋式整流電路

單相半波可控整流電路雖然具有電路簡單、使用元件少等優(yōu)點，但輸出電壓脈動性大，電流小。單相半控橋式整流電路如圖7.29所示，橋中有兩個橋臂用晶閘管，另兩個橋臂用二極管。圖7.29單相半控橋式整流電路設(shè)u2=U2sinωt，當u2為正半波時，瞬時極性為上“正”

下“負”，VD1和VD4承受正向電壓。若在t1時刻給VD1加觸發(fā)

脈沖，則VD1導(dǎo)通，負載上有電壓Uo，電流通路為

a→VD1→RL→VD4→b。

當u2為負半波時，晶閘管VD2和二極管VD3承受正向電

壓。在t2時刻給VD2加觸發(fā)脈沖，VD2導(dǎo)通，電流通路為b→VD2→RL→VD3→a。顯而易見，橋式整流的輸出電壓平均值要比單相半波整流大一倍，即（7-17）（7-18）7.3.3可控整流的觸發(fā)電路

1.單結(jié)晶體管

單結(jié)晶體管的外形及結(jié)構(gòu)如圖7.30（a）所示。單結(jié)晶體管有三個電極：E為發(fā)射極，B1、B2分別為第一基極和第二基極。由于有兩個基極，通常又稱為雙基極二極管。單結(jié)晶體管發(fā)射極和兩基極間的PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?/p>