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整流器的工作原理

發布時間:2021-08-04
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前言:整流器英語:rectifier,是指將交流電轉換為直流電的裝置,可用于供電裝置和無線電信號的檢測等。整流器由真空管、起火管、固體硅半導體二極管、汞弧等制成。在備用UPS只需充電電池,不需要負荷供電,只需充電機。在雙重變換UPS中,該裝置為變頻器供電,也為電池充電,因此被稱為整流器/充電機。
 
整流器工作原理
汽車發電機產生的交流電通過整流器變成直流電,但波形仍有不規則波動,直接影響車輛點火的準確性;輸出電壓不能保持相對恒定,導致火花塞每次點火的能量差異,容易使車輛發動機抖動,導致換檔、加速緩慢、怠速不穩定、車輛空調效率低下。從而大大降低了車載電氣設備的性能和使用壽命;此外,老年汽車的電路系統老化,電路阻力變高,對車輛的影響越來越明顯。電子整流器的作用是幫助汽車消除雜波干擾,穩定輸出電壓,提高電源系統的瞬時放電能力,增加扭矩輸出,加快油門反應,延長電池使用壽命,縮短汽車發動機啟動時間,提高點火效率,尤其是對于小排量汽車。
 
半導體PN結在正向偏置時電流大,反向偏置時電流小。整流二極管是利用PN結的這種單向導電特性將交流電流變成直流的PN結二極管。通常,將電流容量在1安裝以下的設備稱為整流二極管,1安裝以上的設備稱為整流器。常用的半導體整流器有硅整流器和硒整流器,產品規格多,電壓從幾十伏到幾千伏,電流從幾千伏到幾千伏。整流器廣泛應用于各種形式的整流電源。大功率整流電源要求整流器電流容量大,破壞電壓高,散熱性能好,但該設備結合面積大,結合容量大,工作頻率低,一般在數十千赫以下。硅材料禁帶寬度大,導熱性能好,適合制造大功率整流裝置。高壓硅堆經常用于高壓整流裝置。它由多個整流裝置的管芯串聯組成,其反向耐壓由管芯的耐壓和串聯管芯的數量決定,最高耐壓可達數百千伏。如果高頻整流電路用于高頻,當交流電壓的周期與整流器通向關閉狀態的恢復時間相同時,整流器不再對高頻電壓發揮整流作用。為了滿足高頻工作的需要,硅整流器通常采用摻金的方法,以縮短注入少量載流子的壽命,從而減少恢復時間。
 
為了減少部件過壓破壞的可能性,提高整流裝置的可靠性,可以采用硅雪崩整流裝置。在這種設備中,當反向電壓超過允許峰值時,整個PN結會發生均勻的雪崩,設備可以在高壓大電流下工作,因此可以承受相當大的反向浪涌功率。制作該設備時,材料缺陷少,電阻率均勻,結面平坦,露出結區應適當保護,避免表面破壞。硒整流器抗過載容量大,承受反向浪涌的能力也強。
 
在以大功率二極管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整流器變換為直流功率。提到未來(不久或遙遠)的其他類型的整流器:基于不可控二極管尖端產品的斬波器、斬波DC/DC變換器或電流源逆變有源整流器。很明顯,這種最新型的整流器在技術上包含了很多要開發的內容,但它可以顯示出它的優點,比如它在電網上加載的功率因數很小。
 
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