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技術(shù)專題
整流器是非線性設(shè)備嗎？整流的過(guò)程是什么？
什么是整流器？
根據(jù)定義，整流器是一種電氣設(shè)備，它可以將斷續(xù)地反轉(zhuǎn)方向的AC（交流電）轉(zhuǎn)換為DC（直流電），而DC僅在一個(gè)方向上流動(dòng)。整流器是電路的組件，它允許電流沿一個(gè)方向通過(guò)，同時(shí)阻止電流沿另一方向流動(dòng)。在應(yīng)用方面，您可以找到典型的臺(tái)式電源設(shè)備中使用的整流器。
整流過(guò)程本身涉及僅允許電子單向流動(dòng)的設(shè)備。如您所知，這完美地描述了半導(dǎo)體的功能。而且，最基本的整流電路是半波整流器。
但是，在物理上，整流器可以采用多種形式，包括汞弧閥，半導(dǎo)體二極管，真空管二極管，甚至是濕化學(xué)電池，僅舉幾例。
整流器的典型用途是用于臺(tái)式電源
整流器應(yīng)用
就應(yīng)用而言，整流器具有多種用途。但是，它們通常用作直流電源或高壓直流輸電系統(tǒng)中的組件。整改過(guò)程也有多種應(yīng)用。例如，它可以充當(dāng)無(wú)線電信號(hào)檢測(cè)器或燃?xì)饧訜嵯到y(tǒng)中的火焰存在檢測(cè)器。
此外，根據(jù)交流電源的類型和整流器電路的布置，整流器的輸出可能需要進(jìn)一步平滑以產(chǎn)生均勻且穩(wěn)定的輸出（電壓）。大多數(shù)整流器應(yīng)用需要穩(wěn)定且恒定的直流電壓，即用于PC，電視和收音機(jī)的電源。因此，為了適應(yīng)這些要求，整流器設(shè)計(jì)中集成了電子濾波器，以平滑整流器的輸出。
通常，這些電子濾波器可以是電容器，一組電容器，扼流圈或扼流圈和電阻器，通常緊隨其后的是穩(wěn)壓器以產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓。
整流器裝置和整流電路的類型
在使用硅半導(dǎo)體整流器之前，有基于氧化銅和基于硒的金屬整流器堆，以及真空管熱電子二極管。然而，隨著半導(dǎo)體電子技術(shù)的興起，真空管整流器的淘汰是不可避免的。迅速發(fā)展到現(xiàn)在，各種類型的半導(dǎo)體二極管被用于從極低電流到極高電流應(yīng)用的整流。
當(dāng)簡(jiǎn)單的整流還不夠時(shí)，在輸出電壓可變的情況下，其他設(shè)備也將投入使用。當(dāng)然，這些其他設(shè)備也能夠控制電極并提供單向電流。此外，這些類型的大功率整流器用于高壓DC電力傳輸中，并且它們結(jié)合了各種類型的硅半導(dǎo)體器件。
通常，這些類型的整流器稱為晶閘管。這些和其他受控開(kāi)關(guān)固態(tài)開(kāi)關(guān)有效地充當(dāng)二極管，僅在一個(gè)方向上通過(guò)電流。
總體而言，整流器電路可以是多相或單相的，但是家用設(shè)備中使用的大多數(shù)低功率整流器都是單相的。同樣，三相整流在工業(yè)應(yīng)用和高壓直流輸電中也必不可少。
單相整流器和半波整流器
對(duì)于具有半波整流的單相電源，無(wú)論極性如何，交流電中只有一半會(huì)通過(guò)，而另一半則會(huì)通過(guò)。由于只有一半的輸入波形到達(dá)輸出，因此轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓。同樣，半波整流需要在單相電源中使用單個(gè)二極管，在三相電源中使用三個(gè)二極管。
通常，整流器產(chǎn)生的直流輸出既是單向的又是脈動(dòng)的。與全波整流器相比，半波整流器產(chǎn)生的波紋要大得多。當(dāng)然，這意味著它需要進(jìn)行更多的濾波才能從其輸出中消除交流頻率的諧波。
單相整流器和全波整流
全波整流器將整個(gè)輸入波形轉(zhuǎn)換為單極性恒定輸出（正或負(fù)）。全波整流將輸入波形的兩個(gè)極性都轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)的DC，從而導(dǎo)致更高的輸出電壓。
在設(shè)計(jì)方面，您可以創(chuàng)建一個(gè)全波整流器，該整流器具有四個(gè)橋接配置的二極管或兩個(gè)二極管，一個(gè)中心抽頭變壓器和一個(gè)交流電源，可以是沒(méi)有中心抽頭的變壓器。例如，具有中心抽頭變壓器和兩個(gè)背對(duì)背（陽(yáng)極到陽(yáng)極或陰極到陰極）的二極管的單相交流電源可以形成全波整流器。盡管與橋式整流器相比，變壓器的次級(jí)繞組需要兩倍的匝數(shù)才能產(chǎn)生相等的輸出電壓，但其額定功率仍不受影響。
多相整流器
單相整流器通常用于家用設(shè)備的電源中。相反，大功率和工業(yè)應(yīng)用通常使用多相整流器。與單相整流器一樣，三相整流器也可以采用半波電路，全波橋電路或使用中心抽頭變壓器的全波電路的形式。
通常，您會(huì)發(fā)現(xiàn)使用晶閘管來(lái)代替二極管來(lái)調(diào)節(jié)電壓輸出。此外，大多數(shù)提供直流電的設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生三相交流電。例如包含六個(gè)二極管的汽車交流發(fā)電機(jī)，它可以作為全波整流器為汽車電池充電。
注意：晶閘管是一種固態(tài)半導(dǎo)體器件，具有四層交替的P型和N型材料。此外，它僅用作雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)，當(dāng)柵極接收到電流觸發(fā)并在移除電壓時(shí)停止導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通。此外，去除方法通常是通過(guò)反向偏壓，但是也可以通過(guò)其他方式。
如果對(duì)電源設(shè)計(jì)沒(méi)有正確的了解，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己迷失在整流器領(lǐng)域
如今有許多設(shè)備的功能歸功于我們稱為整流器的非線性設(shè)備。無(wú)論是單相配置還是多相配置，都不會(huì)存在電視，收音機(jī)甚至PC等設(shè)備。盡管其發(fā)明可以追溯到20世紀(jì)初，但如果沒(méi)有整流器，我們現(xiàn)在的情況將大為不同。