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（2）带阻感性负载的情况分析：无续流二极管导致的功率回流问题
在了解完各种电力电子器件后，我们就开始用这些器件搭建各种各样的电路，实现电力电子中最重要的4大变换效果，并且在这部分学习中还能加强对基础器件的理解。其中最为基本的就是单向半波相控整流电路。
一、单相半波相控整流电路
顾名思义，单相整流指的是单变压器形成的单相位电压；半波则是最多只会在一个周期内吃到半周期的电压，其余部分都被整流消失了；相控则是说通过改变门极开启的时机可以改变整流电路的波形与平均值等。
（1）带纯负载性的情况分析
在门极开启角α始终为0°的时候，我们来分析上图的工作原理：
（1）当wt处于0，π之间的时候，晶闸管VT由于是正向导通，所以负载侧能完整的感受到电压输入的正弦波形。
（2）当wt处于π，2π之间的时候，晶闸管VT由于电流过零点，所以关断。于是负载侧并不能感受到变压器输入的波形。始终恒为0电压。
（3）由于晶闸管的单向导电性，在电压为正的时期内电流可以正常流过；而在电压的负半周期内，电流始终为0。
带纯电阻情况下的电压的输出电压平均值计算，需要记住这个0.45系数，其中U2为变压器副边侧的正弦波形的有效值。
（2）带阻感性负载的情况分析：无续流二极管导致的功率回流问题
由于阻感性负载的特点：电感使得电流不能突变、且电流始终滞后电压一定角度，所以会在输出波形上造成一定影响（以下分析依旧假定α为0°）：
电压分析：
（1）当wt处于0，π之间的时候，变压器输出的电压被阻感性负载完全接收，所以为正弦半波曲线。
（2）当wt处于π，2π之间的时候，由于阻感性的特点，电流不会里面下降到0，而有一定的滞后性，所以晶闸管不会立马关断，于是负载能感受到一定时间的负压，直到电流下降到0之后，晶闸管VT关断后电压才会突变到0。（由图3可以看出）
电流分析：
（1）当wt处于0，π之间的时候，电压首先在变压器输入情况下呈现完美正弦波，而由于阻感性负载的电流滞后性，电流不会立马就启动，而是在一定时间后才会逐渐上升（如图4，但并非图中刚好滞后α电角度）。
（2）当wt处于π，2π之间的时候，由于感性负载的电流维持性，不会立马关断晶闸管，而此时的电源则是阻感性负载了，他在保持原有电流方向不变的情况下，对外输出功率，即自己做负功率，造成功率回流到电网。
从这里我们可以看出来：
如果负载是感性的，电流就会有一定滞后属性，导致功率类型发生了改变。在正半周期仅仅是将功率延后发生、降低功率而已；但是在负半周期就是一个很大的问题--- 从变压器的角度看：电流方向不变、但电压反向了，相当于变压器在吸收功率；而从电感的角度来看：则是释放功率（能量从负载电感反向流回变压器了）。于是削弱了负载侧接收到的功率总量。
最终导致负载侧接收到的平均功率、平均电压都被大幅削弱了！
二、如何解决负功率问题？续流二极管的作用
其实我曾思考一个问题：就算他瞬时会有一定功率回流，又能有多少呢，毕竟感应电压那么小，电流也不大，咱们家大业大损耗一点就损耗了呗。查阅资料后得知，工业器件一般都是感性负载，而且感抗的值远远高于阻值，即工业场景中可以把负载完全近似当做一个非常大纯电感。
而由于电感的续流特性，在断电后仍然会保持原本电流方向一定时间，缓缓下降。这里由于电感非常大，所以电感续流时间已经超过了工频50HZ的电压切换周期（电感放电时间>10ms），于是在全时域内部都可以近似成电流几乎为一条水平线保持恒定。
最终在工业大电感场景下，正半周期给电感充了多少电，就基本会有多少电在负半周期被释放。
加入并联续流二极管后的状态分析：
正半周晶闸管导通，电网电压与负载电流同向，电网向负载、电感输送电能，电感储存能量。工频交流电每半个周期极性翻转，来到负半周；大功率大电感工况下，负载时间常数远大于半波周期，电感续流能力极强，负载电流近似恒定不变。电网电压反向、负载电流方向不变，瞬时功率为负，电感储存的能量经由晶闸管、变压器回送电网，电能来回往返吞吐，形成无效的环流损耗，负载实际得到的有功功率大幅下降。
为此并联续流二极管：器件选型上续流二极管导通内阻远小于导通状态的晶闸管，相差百倍以上 。负半周电感端电压反向、续流二极管正向导通后，绝大部分续流电流转入二极管自成环路，晶闸管支路电流被分流至维持电流以下+晶闸管阳极接收负压，于是晶闸管可靠关断，电网变压器支路被隔断，不再参与负载能量交换。电感储能只在电感→负载→续流二极管本地闭环回路消耗；往往电感能量还没释放完毕，下个正半周到来，晶闸管再次导通，电网重新给电感补充电能，循环往复，彻底消除能量倒灌电网的负功率损耗。
这套机理仅限大功率、大电感工业负载适用；小功率小电感负载续流速度快，电源电压换向之前负载电流就已衰减至零，仅在器件换相瞬间出现极短、数值极小的回馈功率，工程应用中负损耗完全可以忽略，一般不用加装续流二极管。
三、总结
虽然单相半波相控整流电路已经能实现AC->DC的转变了，但还是有以下几个问题，导致其逐渐沦为原理性的电路设计，在现实中用的不多：
（1）二次侧变压器始终只有直流分量，容易使铁芯直流磁化。使得铁芯进入饱和区，励磁电流暴增、发热严重。
（2）单相半波只利用交流电半个周期做功，剩余半个周期输出电压为 0，负载电压波动剧烈，想要平滑直流需要大容量滤波电感 / 电容，硬件成本偏高。
（3）电源利用率低，同等功率条件下需要更高硬件容量的设备，经济效应低。
（4）负载侧平均输出电压较低（仅仅是大电感、无续流二极管场景下的问题）
但是学习续流二极管的作用，能为后续其他整流电路打下基础。