1.4　半导体整流电路

这里突出强调“半导体”三个字，是说本节介绍的内容不包含非半导体二极管（例如电子管二极管）组成的整流电路。因此，这里首先介绍半导体二极管。

1.4.1　晶体二极管

晶体二极管即上述半导体二极管。

（1）晶体二极管简介

将半导体PN结封装在管壳内，并引出两个金属电极，就构成一个二极管。PN结的P区引出的电极称作正极，N区引出的电极称作负极。

二极管的种类很多，按照制造材料的不同分为硅管和锗管；按PN结结构的不同分点接触型和面接触型。二极管的图形符号和文字符号如图1-13所示。

加在二极管两端的电压与流过二极管的电流的关系曲线称作二极管的伏安特性曲线。图1-14是硅材料二极管的伏安特性曲线，由图可见，当加在二极管两端的正向电压较小时，二极管的正向电流很小，例如图1-14中，正向电压在0.5V以下时，流过二极管的电流几乎为零，我们称0～0.5V是硅二极管的死区电压。随着加在二极管两端的电压从死区电压继续加大，流过二极管的电流会急剧增加。

二极管两端加上反向电压时，会有很小的反向电流。硅二极管的反向电流很小，仅为微安级别，例如1～2μA。

当二极管两端的反向电压增大到一定值（图1-14中的U_B）时，反向电流会雪崩般地增加，形成很大的反向电流。此时的反向电压称为反向击穿电压。由于流过二极管的反向电流很大，会烧坏PN结，使二极管损坏，因此，用作整流的二极管工作时，应保证其承受的反向电压小于它的反向击穿电压。

在实际应用中，应根据二极管的参数，合理选择和使用，才能使二极管充分发挥作用，安全地工作。

（2）晶体二极管的主要参数

①最大整流电流I_FM　指二极管长时间使用时允许通过的最大正向平均电流。不同型号二极管的最大整流电流差别很大。流过二极管的正向平均电流不允许超过规定的最大整流电流值，否则会导致二极管永久性损坏。

②最大反向电压U_RM　是保证二极管不被击穿而允许施加的最大反向电压。

③最大反向电流I_RM　指二极管加上最大反向工作电压时的反向电流。反向电流越小越好，是表征二极管单向导电性能的重要技术指标。

1.4.2　晶闸管

整流电路除了可以使用二极管，晶闸管也是经常使用的元器件之一。

（1）晶闸管的结构与工作原理

这里所说的晶闸管就是俗称的单向可控硅，是一种大功率半导体器件，它的内部是PNPN 4层结构，形成3个PN结（J1，J2，J3），并对外引出3个电极，如图1-15（a）所示。为了说明晶闸管的工作原理，我们将图1-15（a）改画成图1-15（b）和（c）的形式。图中的阳极A相当于PNP型晶体管V1的发射极，阴极K相当于NPN晶体管V2的发射极。当晶闸管阳极承受正向电压，控制极G也加正向电压时，晶体管V2处于正向偏置，E_g产生的控制极电流I_g就是V2的基极电流I_b2，V2的集电极电流I_c2=β₂I_g，而I_c2又是晶体管V1 的基极电流I_b1，V1的集电极电流I_c1=β₁I_c2=β₁β₂ I_g（β₁和β₂分别是V1和V2的电流放大倍数）。电流I_c1又流入V2的基极，再一次被放大。这样循环下去，形成了强烈的正反馈，使两个晶体管很快达到饱和导通状态，这就是晶闸管的导通过程。

导通后，晶闸管上的压降很小，电源电压几乎全部加在负载上，晶闸管中流过的电流就是负载电流。

以上晶闸管正反馈导通的过程如下：

晶闸管导通后，即使控制极电流I_g消失为零，晶闸管仍会处于导通状态。因此，控制极的作用仅是触发晶闸管使其导通，导通之后，控制极就失去了控制作用。若要使晶闸管恢复到截止状态，必须将阳极电流减小到使之不能维持正反馈的程度，即将阳极电流减小到小于维持电流，这有两种方法，一是将阳极电源断开，另一是给晶闸管的阳极和阴极加上反向电压。

晶闸管的阳极和阴极之间具有可控的单向导电性能，控制极G可使其触发导通，但不能控制其关断。晶闸管的导通与关断两种状态相当于开关的作用，这种开关又称为无触点开关。

（2）晶闸管的图形符号与型号命名

晶闸管有三个电极，即阳极A、阴极K和控制极G。其在电路图中的图形符号见图1-16。

国产普通晶闸管的型号命名方法见图1-17。

例如：型号为KP200-16G的晶闸管，表示其额定电流为200A，额定电压为1600V（参见表1-2），管压降为1V（参见表1-3）的普通晶闸管。

（3）晶闸管的主要参数

晶闸管在加上正向电压时，可能处于阻断状态，也可能处于导通状态，这一点与二极管不同。晶闸管的主要技术参数介绍如下。

①正向重复峰值电压U_DRM　正向重复峰值电压U_DRM是在控制极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。国标规定重复频率为50Hz，每次持续时间不超过10ms。一般规定此电压为正向不重复峰值电压（即正向最大瞬时电压）U_DSM的80%。

②反向重复峰值电压U_RRM　在控制极断路时，可以重复加在晶闸管两端的反向峰值电压称为反向重复峰值电压U_RRM，此电压取反向不重复峰值电压的80%。

③额定电压U_Tn　将U_DRM和U_RRM中的较小值按百位数取整后作为该晶闸管的额定值。例如，一只晶闸管实测U_DRM=842V，U_RRM=736V，将两者数值较小者736V按百位数取整后得700V，则该晶闸管的额定电压为700V。

在晶闸管的铭牌上，额定电压是以电压等级的形式给出的。标准电压等级规定是：电压在1000V以下的，每100V为一级；1000～3000V的，每200V为一级。晶闸管标准电压等级见表1-2。

在使用过程中，环境温度的变化、散热条件以及可能出现的各种过电压都会对晶闸管产生影响，因此，选择晶闸管的型号时，应当使晶闸管的额定电压是实际工作时可能承受的最大电压U_TM的2～3倍，即：

U_Tn≥（2～3）U_TM

④额定电流I_T（AV）　晶闸管额定电流的标定与其他电气设备不同，采用的是平均电流，也称为通态平均电流，而不是有效值。

所谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。将该电流按晶闸管标准电流系列取值，即为晶闸管的额定电流。

⑤通态平均电压U _T（AV）　在规定环境温度、标准散热条件下，通过额定电流时，晶闸管阳极和阴极间电压降的平均值，称为通态平均电压，通常也称管压降。晶闸管的管压降在型号中用字母给出，这些字母与管压降电压值的对应关系见表1-3。

⑥维持电流I_H和擎住电流I_L　维持电流是指晶闸管维持导通所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安。I_H与结温有关，结温越高，I_H则越小。

擎住电流是晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。

对于同一晶闸管来说，通常I_L约为I_H的2～4倍。

⑦控制极触发电流I _GT　控制极触发电流也称门极触发电流。在室温且阳极电压为6V直流电压时，使晶闸管从阻断到完全开通所必需的最小门极直流电流。

⑧控制极触发电压U _GT　控制极触发电压也称门极触发电压。即对应于控制极触发电流时的触发电压。

对于晶闸管的使用人员来说，为使触发器适用于所有同型号的晶闸管，触发器传送给控制极的电压和电流应适当的大于所规定的U _GT和I _GT上限。

⑨断态电压临界上升率du/dt　在额定结温和门极断路条件下，使器件从断态转入通态的最低电压上升率称为断态电压临界上升率du/dt。

换一个说法，断态电压临界上升率du/dt，是指在额定结温和门极断路条件下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。

至于为什么断态电压临界上升率du/dt过高会导致晶闸管误导通，可以这样解释：如果在阻断的晶闸管两端所施加的电压具有正向的上升率，则在阻断状态下相当于一个电容的J2结（参见图1-15）会有充电电流流过，称为位移电流。此电流流过J3结时，其效能类似于门极触发电流的作用。如果电压上升过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通。所以使用晶闸管过程中实际电压上升率必须低于此临界值。

⑩通态电流临界上升率di/dt　在规定条件下，由门极触发晶闸管使其导通时，晶闸管能够承受而不导致损坏的通态电流的最大上升率，称为通态电流临界上升率di/dt。晶闸管使用过程中的实际电流上升率应小于此临界参数值。

1.4.3　单相整流电路

整流电路是将交流电能变为直流电能的电路，其应用十分广泛。整流电路有不可控整流、半控整流和全控整流三种。按交流输入相数分为单相整流电路和多相整流电路。

（1）单相半波整流电路

单相半波整流电路如图1-18所示。图中T是变压器，将电源电压u₁变换成所需的电压u₂，二极管VD对变压器u₂绕组的电压实现半波整流。当u₂绕组上的电压极性为上正下负时，二极管VD导通，有负载电流i_d流过负载电阻R，在R两端形成电压u_d。当u₂绕组上的电压极性为上负下正时，二极管VD截止不导通，没有负载电流和输出电压。

图1-19（a）是正弦波u₂的波形；图（b）是整流后流过负载电阻R的电流i_d，可见该电流只有u₂在正半周时有输出；图（c）是i_d在负载电阻R上的电压降波形，可见电压波形也是不连续的；图（d）是二极管VD承受的反向电压波形。

通过分析计算可以知道，半波整流输出的直流电压平均值u_d和直流电流i_d大小为：

u_d=0.45u₂

i_d=u_d/R=0.45u₂/R

单相半波整流电路中，二极管VD承受的反向电压最大值为。

（2）单相全波整流电路

图1-20是单相全波整流电路的接线图。与单相半波整流电路的主要区别有二，一是使用两只二极管，二是变压器T的二次绕组具有中心抽头，该抽头处于二次绕组的中心点上，将二次绕组平分为两半，绕组上下两部分电压相等。

通电后，变压器二次绕组的上端为正、下端为负时，二极管VD1导通，二极管VD2截止不导通，从绕组上端开始，经二极管VD1、负载电阻R，到绕组的中心抽头形成回路，在电阻R上有电流i_d。当变压器二次绕组的上端为负、下端为正时，二极管VD2导通，二极管VD1截止不导通，从绕组下端开始，经二极管VD2、负载电阻R，到绕组的中心抽头形成回路，在电阻R上也有电流i_d流过。电阻R上的电流i_d如图1-21（b）所示。可以发现，此时电源的两个半周期内负载电阻均有电流流过。当然电流i_d是两个二极管VD1和VD2交替导通形成的。

图1-21（c）是负载电流i_d流过负载电阻R形成的整流输出电压u_d。

图1-21（d）是二极管VD1和VD2交替承受的反向电压。

通过分析计算可以知道，全波整流输出的直流电压平均值u_d和直流电流i_d大小为：

u_d=0.9u₂

i_d=u_d/R=0.9u₂/R

二极管承受的反向电压最大值为。

每个二极管流过的电流是：

i_V=i_d/2

即每个二极管承担负载电流i_d的50%。

（3）单相桥式整流电路

单相全波整流电路虽然有较大的输出电流和较高的输出电压，却要使用二次绕组带抽头的变压器，结构较复杂，绕组的利用率也低，所以又有一种新的单相桥式整流电路出现，该电路使用的变压器二次侧仅有一个不带抽头的绕组，正负各自的半个周期均由该绕组提供输出电流，绕组的利用率得以提高。

图1-22是单相桥式整流的电路图。通电后，变压器二次绕组u₂上端为正、下端为负时，二极管VD1和VD4导通，负载电流i_d流过负载电阻R；当变压器二次绕组u₂上端为负、下端为正时，二极管VD3和VD2导通，也有负载电流i_d流过负载电阻R。

在单相桥式整流电路中：

u_d=0.9u₂

i_d=u_d/R=0.9u₂/R

二极管承受的反向电压最大值为。

每个二极管流过的电流是：

i_V=i_d/2

即每个二极管承担负载电流i_d的50%。

1.4.4　三相不可控整流电路

三相整流电路的结构形式很多，有三相半波不可控整流电路、三相桥式不可控整流电路、三相半波可控整流电路和三相桥式全控整流电路等。

在交-直-交变频器、开关电源、不间断电源等应用场合中，大都采用不可控整流电路经电容滤波后提供直流电源供后级的斩波器、逆变器使用。

本节介绍电容滤波的三相不可控整流电路。

电容滤波、接电阻性负载的三相不可控整流电路见图1-23。在这个电路中，当某一对二极管导通时，输出的直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向负载供电，又向电容充电。当没有二极管导通时，由电容向负载放电，u_d按指数规律下降。

三相不可控桥式整流电路中，同时会有两只二极管导通，随着时间的变化，这些二极管组依次导通的顺序是：

该整流电路输出电压的平均值，在空载时，输出电压平均值最大，为。随着负载加重，输出电压平均值逐渐减小，最小可使输出电压波形成为线电压的包络线，其平均值为u _d=2.34u₂。可见，u _d可在2.34u₂～2.45u₂之间变化。

该整流电路输出电流i_R的平均值为：

i_R=u_d/R

在图1-23所示的电路中，由于电容C的充放电电流i_C平均值为零，因此

i_R=i_d

在电容滤波、电阻性负载的三相不可控整流电路中，二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值，即。

1.4.5　三相全控整流电路接阻感性负载

三相桥式全控整流电路在电力电子电路中应用较广，而三相桥式全控整流电路中又有电阻性负载和阻感性负载的不同。工程实践中，整流电路接阻感性负载的概率较高，因此下面首先分析三相桥式全控整流电路连接阻感性负载的工作过程。

整流电路接阻感性负载，是指整流电路连接电感性负载。习惯上希望三相全控桥的六个晶闸管触发顺序是V1→V2→V3→V4→V5→V6，为此，晶闸管这样编号：如图1-24（a）所示，V1和V4接U相，V3和V6 接V相，V5和V2接W相。V1、V3、V5组成共阴极组，V2、V4、V6组成共阳极组。在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。

为了搞清楚控制角α变化时各晶闸管的导通规律，分析输出波形的变化规则，下面讨论几个特殊控制角。

（1）控制角α=0°，带阻感性负载时的原理分析

这种情况下的整流电路和电路波形见图1-24。

α=0°时的情况，也就是在自然换相点触发换相时的情况。所谓自然换相点，参看图1-24（b），将相电压的交点ωt₁、ωt₂、ωt₃处称作自然换相点，自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0°。要改变触发角只能是在此基础上增大它，即沿时间坐标轴向右移。

图1-24中，u₂是变压器二次绕组的相电压；u_d是整流输出电压；i_V1是晶闸管V1的电流波形。注意此处晶闸管V1的电流波形，由于是阻感性负载的缘故，其顶部几乎是平直的。u_V1是晶闸管V1承受的电压波形。为了分析方便起见，把一个周期等分6段。在第（1）段期间，见图1-24（b），U相电位最高，V相电位最低，所以将共阴极组的V1和共阳极组的V6触发导通。这时电流由U相经V1流向负载，再经V6流入V相。变压器U、V两相工作。加在负载上的整流电压为：u_d=u_U-u_V=u_UV。

经过60°后进入第（2）段时期。这时U相电位仍然最高，V1 继续导通，但是W相电位却变得最低，当经过自然换相点时触发W相连接的晶闸管V2，电流即从V相换到W相，V6承受反向电压而关断。这时电流由U相流出经V1、负载、V2 流回电源W相。变压器U、W两相工作。在负载上的电压为：u_d=u_U-u_W=u_UW。再经过 60°，进入第（3）段时期，这时V相电位最高，共阴极组在经过自然换相点时，触发晶闸管V3使其导通，电流即从U相换到V相，V2因W相电位仍然最低而继续导通。此时变压器V、W两相工作，在负载上的电压为：u_d=u_V-u_W=u_VW。依次类推。在第（4）段时期内，晶闸管V3、V4 导通，变压器V、U两相工作。在第（5）段时期内，晶闸管V4、V5 导通，变压器W、U两相工作。在第（6）段时期内，晶闸管V5、V6 导通，变压器W、V两相工作，再下去又重复上述过程。总之，三相桥式全控整流电路中，晶闸管导通的顺序是：V6→V1→V1→V2→V2→V3→V3→V4→V4→V5→V5→V6。

图1-24（d）是晶闸管V1的电流波形，图1-24（e）是晶闸管V1承受的电压波形。其他晶闸管的电流波形和电压波形与此相同，只是出现的顺序依次相差60°。

由上述三相桥式全控整流电路工作在控制角α=0°时的工作过程可以看出：

①三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管一个是共阴极组的，另一个是共阳极组的，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。

②三相桥式全控整流电路对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管V1、V3 和V5依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°，见图1-25（b），图中触发脉冲旁边的数字是晶闸管的编号。对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管V2、V4 和V6依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。在电感负载情况下，每个晶闸管导通120°。

③由于共阴极的晶闸管在正半周触发，共阳极组在负半周触发，因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。例如接在U相的V1和V4，接在V相的V3和V6，接W相的V5和V2，它们之间触发脉冲的相位差都是180°，参见图1-25（d）。

④三相桥式全控整流电路每隔60°有一个晶闸管要换流，由上一编号晶闸管换流到下一编号晶闸管，例如由V1、V2换流到V2、V3。因此每隔60°要触发一个晶闸管，脉冲触发晶闸管的顺序是：V1→V2→V3→V4→V5→V6→V1，依次下去。相邻两脉冲的相位差是60°，如图1-25（b）所示，图中u_g是单向晶闸管控制极G上的触发脉冲电压。

⑤为了保证在整流器合闸后，共阴极组和共阳极组各有一个晶闸管导电，或者由于电流断续后能再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。为了达到这个目的，可以采取两种方法：一种方法是使每个触发脉冲的宽度大于60°小于120°，一般取 80°～100°，称为宽脉冲触发，参见图1-25（c）；另一种方法是在触发某一编号的晶闸管时，同时给前一编号的晶闸管补发一个触发脉冲，相当于用两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。这种方法称双脉冲触发，例如当要求晶闸管V1导通时，除了给V1发出触发脉冲外，还要同时给V6发一个触发脉冲，如图1-25（d）所示。欲触发V2 时，必须给V1同时发出一个脉冲等。用双脉冲触发，在一个周期内对每个晶闸管须要先后触发两次，两次脉冲中间间隔为60°。双脉冲触发的电路比较复杂，但它可以减小触发装置的输出功率，减小脉冲变压器的铁芯体积。用宽脉冲触发，虽然脉冲数目减少一半，为了不使脉冲变压器饱和，其铁芯体积要做得大些，绕组匝数多些，因而漏感增大，导致脉冲的前沿不够陡（这对晶闸管多串多并时是很不利的），增加去磁绕组可以改善这一情况，但又使装置复杂化。所以通常多采用双脉冲触发控制。

⑥图1-24（b）中的电压波形都是变压器的相电压波形。三相全控桥控制角α的起点是相电压的交点，即自然换相点。整流输出的电压应该是两相电压相减后的波形，实际上都等于线电压，波头u_UV、u_UW、u_VW、u_VU、u_WU和u_WV均为线电压的一部分，是上述线电压的包络线。相电压的交点与线电压的交点在同一角度位置上，故线电压的交点同样是自然换相点，同时也可看出，三相桥式全控整流电压在一个周期内脉动六次，脉动频率为6×50Hz=300Hz。

⑦晶闸管所承受的电压波形示于图1-24（e）。三相桥式整流电路在任何瞬间仅有两臂的元件导通，其余四臂的元件均承受变化着的反向电压。由图1-24（e）可以看出，晶闸管所受的反向最大电压即为线电压的峰值。在α从零增大的过程中，同样可分析出晶闸管承受的最大正向电压也是线电压的峰值。

（2）控制角α=30°，带阻感性负载时的原理分析

当控制角α>0°时，每个晶闸管都不在自然换相点换相，而是从自然换相点向后移一个α角开始换相。图1-26所示为阻感负载α=30°时的波形，即我们从过了自然换相点30°的t₁时刻开始讨论。为了分析方便起见，同样把一个周期等分6段。在第（1）段期间，见图1-26（b），U相电位最高，V相电位最低，所以将共阴极组的V1和共阳极组的V6触发导通。触发脉冲在t₁时刻发出，这时电流由U相经V1流向负载，再经V6流入V相。变压器U、V两相工作。加在负载上的整流电压为：u_d=u_U-u_V=u_UV。其余时刻的触发脉冲与晶闸管导通情况不再赘述。

图1-26（c）是控制角α=30°、带阻感负载时的输出电压u_d的波形。三相全控桥接阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直。当电感足够大时，负载电流i_d的波形可近似为一条直线，如图1-26（d）所示。图1-26（e）则是U相电流的波形i_U。

（3）控制角α=90°，带阻感性负载时的原理分析

图1-27表示阻感负载，控制角α=90°时的整流电路波形。α=90°时，即对应于图1-27（b）中t₁时刻触发晶闸管V1，在触发前，假设电路已在工作，即晶闸管V5和V6已导通。至t₁时触发晶闸管V1，导电元件由V5和V6变为V1和V6，输出电压为u_UV。当线电压u_UV由零变负时，由于大电感L存在，V1 和V6 继续导通，输出电压仍是u_UV，不过此时u_UV是负值，直到t₂时刻触发晶闸管V2，才迫使V6 承受反向电压而关断，此时导电元件为V1和V2，输出电压为u_UW。依此类推，周而复始继续下去，得到图1-27（c）所示的输出电压波形。晶闸管V1两端的电压波形则示于图1-27（d）。可以看出，当电流连续的情况下，α=90°时输出电压的波形面积正负两部分相等，电压的平均值为零。

由以上分析可知，三相全控整流电路带阻感负载，α=90°时输出电压平均值已经为零，所以，这种整流电路的α角移相范围为0°～90°。

1.4.6　三相全控整流电路接电阻性负载

三相全控整流电路接电阻性负载，电路原理图如图1-28所示。

（1）控制角α=0°，带电阻性负载时的原理分析

α=0°时，各晶闸管均在自然换相点换相。对照图1-28和图1-29，可作如下分析。

从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，以变压器二次侧的中性点为参考点，整流输出电压u_d1为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压u_d2为相电压在负半周的包络线，参见图1-29（a）；总的输出电压u_d=u_d1-u_d2，是两条包络线的差值，将其对应到线电压的波形上（为了使插图简洁，图1-29中未画出线电压的完整波形），正好是线电压在正半周的包络线，如图1-29（b）所示。

图1-29（c）是晶闸管V1导通时的电流波形，图1-29（d）是晶闸管截止时承受的反向电压波形。

我们将三相桥式全控整流电路α=0°、电阻负载时一个整流周期等分为六段，每段为60°，如图1-29所示，每一段中导通的晶闸管及整流输出电压的情况如表1-4所示。由该表可见，六个晶闸管的导通顺序为V1→V2→V3→V4→V5→V6。

（2）控制角α=30°，带电阻性负载时的原理分析

图1-30给出了α=30°时的电路波形。u_d1为共阴极组晶闸管导通时的输出电压波形， u_d2为共阳极组导通时的输出电压波形，如图1-30（a）中的实线所示；总的输出电压u_d=u_d1-u_d2，波形形状见图1-30（b）。

从图1-30（a）中的t₁时刻开始把一个周期等分为六段，每段为60°。与α=0°时的情况相比，一周期中u_d波形仍由六段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表1-4的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了30°，组成u_d的每一段线电压因此推迟了30°。

图1-30（c）是晶闸管V1工作期间承受的电压波形。图1-30（d）是变压器二次侧U相电流i_U的波形，U相电流波形的特点是，在V1处于通态的120°期间，i_U为正，i_U波形的形状与同时段的u_d波形相同。在V4处于通态的120°期间，i_U波形的形状也与同时段的u_d波形相同，但为负值。

（3）控制角α=60°，带电阻性负载时的原理分析

图1-31给出的是控制角α=60°时的电路波形。电路工作情况仍可对照表1-4分析。从图1-31（a）中的t₁时刻开始把一个周期等分为六段，每段为60°。输出电压u_d的波形中每段线电压的波形继续向后移，u_d平均值继续降低。同时，α=60°时u_d出现了过零的点。

由以上分析可见，当α≤60°时，由于输出电压波形连续，因此电流波形也连续。在一周期中，每个晶闸管导电 120°。负载电流i_d=u_d/R。

（4）控制角α=90°，带电阻性负载时的原理分析

当α>60°时，由于线电压过零变负时，晶闸管即阻断，输出电压为零，电流波形转变为不连续，不像阻感性负载那样出现负压。图1-32表示电阻性负载α=90°时的电压波形。可以看出，在t₁（α=90°）时刻，同时触发晶闸管V1和V6，因此时U相电压大于V相电压，故V1和V6都能导通，输出电压为u_UV（因导通的波形面积较小，将导通部分的波形内部涂成斜线阴影）。至自然换相点时，u_U=u_V，线电压u_UV=0，之后U相电压低于V相，V1和V6都因承受反向电压而关断。此时输出电压和电流都为零，电流出现断续现象。所以此时u_d波形和i_d波形在每60°中有30°为零。至t₂时刻触发晶闸管V1和V2，同理它们导通，输出电压为u_UW。当u_UW由零变负，V1和V2又都承受反向电压而关断。如此类推，周而复始得到一系列断续的电压波形和电流波形，见图1-32（b）和图1-32（c）。

如果α角继续增大至120°，整流输出电压u_d波形将全为零，其平均值自然也是零。可见，带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是0°～120°。