整流器

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更新時間: 2013-07-14

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整流器(英文:rectifier)是把交流電轉換成直流電的裝置,可用於供電裝置及偵測無線電信號等。整流器可以真空管,引燃管,固態矽半導體二極體,汞弧等製成。相反,一套把直流電轉換成交流電的裝置,則稱為「逆變器」 (inverter)。

整流器 -詳細介紹
整流器整流器方框圖
半導體PN結在正向偏置時電流很大,反向偏置時電流很小。整流二極體就是利用PN結的這種單嚮導電特性將交流電流變為直流的一種PN結二極體。通常把電流容量在1安以下的器件稱為整流二極體,1安以上的稱為整流器。常用的半導體整流器有硅整流器和硒整流器,產品規格很多,電壓從幾十伏到幾千伏,電流從幾安到幾千安。整流器廣泛用於各種形式的整流電源中。

大功率整流電源要求整流器的電流容量大、擊穿電壓高、散
整流器整流器
熱性能好,但這種器件的結面積大、結電容大,因而工作頻率很低,一般在幾十千赫以下。硅材料的禁帶寬度較大,導熱性能良好,適於製作大功率整流器件。在耐高壓的整流裝置中常採用高壓硅堆,它由多個整流器件的管芯串聯組成,其反向耐壓由管芯的耐壓及串聯管芯數決定,最高耐壓可達幾百千伏。如果高頻整流電路用於很高頻率下,當交流電壓的周期與整流器通態到關態的恢復時間相當時,整流器對高頻電壓不再起整流作用。為適應高頻工作的需要,通常在硅整流器中採用摻金的方法,以縮短注入少數載流子的壽命,從而達到減小恢復時間的目的。

為了減小器件因過壓擊穿造成損壞的可能性和提高整流裝置的可靠性,可採用硅雪崩整流器。在這種器件中,當反向電壓超過允許峰值時,在整個PN結上發生均勻的雪崩擊穿,器件可工作在高壓大電流下,故能承受相當大的反向浪涌功率。製作這種器件時要求材料缺陷少,電阻率均勻,結面平整,外露結區還應進行適當保護,避免發生表面擊穿。硒整流器的抗過載容量大,承受反向浪涌功率的能力也較強。
整流器 -三極體參數
整流器整流器
三極體的hFE參數與貯存時間ts相關,一般hFE大的三極體ts也較大,過去人們對ts的認識以及ts的測量儀器均較為欠缺,人們更依賴hFE參數來選擇三極體。

在開關狀態下,hFE的選擇通常有以下認識:第一、hFE應儘可能高,以便用最少的基極電流得到最大的工作電流,同時給出儘可能低的飽和電壓,這樣就可以同時在輸出和驅動電路中降低損耗。

但是,如果考慮到開關速度和電流容限,則hFE的最大值就受到限制;第二、中國的廠家曾經傾向於選用hFE較小的器件,例如hFE為10到15,甚至8到10的三極體就一度很受歡迎(後來,由於基極迴路流行採用電容觸發線路,hFE的數值有所上升),hFE的數值小則飽和深度小,從而有利於降低晶體管的發熱。

實際上,晶體管的飽和深度受到Ib、hFE兩個因素的影響,因而通過磁環及繞組參數、基極電阻Rb的調整,也可以降低飽和深度。

目前,業界推出的節能燈和電子鎮流器專用三極體都十分注重對貯存時間的控制。因為貯存時間ts過長,電路的振蕩頻率將下降,整機的工作電流增大易導致三極體的損壞。雖然可以調整扼流圈電感及其他元器件參數來控制整機功率,但ts的離散性,將使產品的一致性差,可靠性下降。例如,在石英燈電子變壓器線路中,貯存時間太大的晶體管可能引起電路在低於輸出變壓器工作極限的頻率振蕩,從而造成每個周期的末端磁芯飽和,這使得晶體管Ic在每個周期出現尖峰,最後導致器件過熱損壞。

如果同一線路上的兩個三極體貯存時間相差太大,整機工作電流的上下半波將嚴重不對稱,負擔重的那隻三極體將容易損壞,線路也將產生更多的諧波和電磁干擾。

實際使用表明,嚴格控制貯存時間ts並恰當調整整機電路,就可以降低對hFE參數的依賴程度。還值得一提的是,在晶元面積一定的情況下,三極體特性、電流特性與耐壓參數是矛盾的,中國市場曾經用BUT11A來做220V40W電子鎮流器,其出發點是BVceo、BVcbo數值高,但是目前絕大部分電子鎮流器線路中,已經沒有必要過高選擇三極體的電壓參數。
整流器 -原理
整流器硅整流器
在以大功率二極體或晶閘管為基礎的兩種基本類型的整流器中,電網的高壓交流功率通過變壓器變換為直流功率。提到未來(不久的或遙遠的)的其它類型整流器:以不可控二極體前沿產品為基礎的斬波器、斬波直流/直流變換器或電流源逆變型有源整流器。顯然,這種最新型的整流器在技術上包含較多要開發的內容,但是它能顯示出優點,例如它以非常小的諧波干擾和1的功率因數載入於電網。

二極體整流器 所有整流器類別中最簡單的是二極體整流器。在最簡單的型式中,二極體整流器不提供任何一種控制輸出電流和電壓數值的手段。為了適用於工業過程,輸出值必須在一定範圍內可以控制。通過應用機械的所謂有載抽頭變換器可以完成這種控制。作為典型情況,有載抽頭變換器在整流變壓器的原邊控制輸入的交流電壓,因此也就能夠在一定範圍內控制輸出的直流值。通常有載抽頭變換器與串聯在整流器輸出電路中的飽和電抗器結合使用。通過在電抗器中引入直流電流,使線路中產生一個可變的阻抗。因此,通過控制電抗器兩端的電壓降,輸出值可以在比較窄的範圍內控制。

晶閘管整流器 在設計上非常接近二極體整流器的是晶閘管整流器。因為晶閘管整流器的電參數是可控的,所以不需要有載抽頭變換器和飽和電抗器。

因為晶閘管整流器不包含運動部件,所以晶閘管整流器系統的維修減少了。注意到的一個優點是晶閘管整流器的調節速度較二極體整流器快。在過程特性的階躍期間,晶閘管整流器常常調節很快,以致能夠避免過電流。其結果是晶閘管系統的過載能力能夠設計得比二極體系統小。
整流器 -作用
整流器剎車整流器
整流器是一個整流裝置,簡單的說就是將交流(AC)轉化為直流(DC)的裝置。它有兩個主要功能:第一,將交流電(AC)變成直流電(DC),經濾波后供給負載,或者供給逆變器;第二,給蓄電池提供充電電壓。因此,它同時又起到一個充電器的作用。

鎮流器和整流器的作用有何區別

把交流電變成直流電的設備就稱為整流器。
按照所採用的整流器件,可分為機械式、電子管式和半導體式幾類。

電感鎮流器是一個鐵芯電感線圈,電感的性質是當線圈中的電流發生變化時,則在線圈中將引起磁通的變化,從而產生感應電動勢,其方向與電流的方向相反,因而阻礙著電流變化。

整流器 -冷卻方式

目前整流器常用的冷卻方式有自然冷卻、純風扇冷卻、自然冷卻和風扇冷卻相結合三種。自然冷卻具有無機械故障,可靠性高;無空氣流動,灰塵少,有利於散熱;無噪音等特點。純風扇冷卻具有設備重量輕,成本低。風扇和自然冷卻相結合的技術具有有效減小設備體積和重量,風扇的使用壽命高,風扇故障自適應能力強等特點。

整流器 -參考鏈接
1、http://baike.baidu.com/view/122813.htm
2、http://zhidao.baidu.com/question/1921607.html?si=3&wtp=wk
3、http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B4%E6%B5%81%E5%99%A8
4、http://focus.ti.com.cn/cn/docs/solution/folders/print/352.html
5、http://zhidao.baidu.com/question/19616155.html?fr=qrl

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