整流器是將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的電子設(shè)備。換句話說(shuō)，它將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。幾乎所有的電子設(shè)備都使用整流器。主要用于將主電壓轉(zhuǎn)換為電源部分的直流電壓。通過(guò)使用直流電壓供應(yīng)電子設(shè)備工作。根據(jù)導(dǎo)通時(shí)間，整流器分為兩類(lèi)：半波整流器和全波整流器。
半波整流器的工作
在正半周期內(nèi)，二極管處于正向偏置狀態(tài)，并將電流傳導(dǎo)至RL（負(fù)載電阻）。在負(fù)載上產(chǎn)生電壓，這與正半周的輸入交流信號(hào)相同。
半波整流電路工作原理和特點(diǎn)
或者，在負(fù)半周期間，二極管處于反向偏置狀態(tài)，沒(méi)有電流流過(guò)二極管。只有交流輸入電壓出現(xiàn)在負(fù)載兩端，并且這是在正半周期內(nèi)可能出現(xiàn)的最終結(jié)果。輸出電壓脈動(dòng)直流電壓。
整流器電路
單相電路或多相電路位于整流器電路之下。對(duì)于國(guó)內(nèi)應(yīng)用，使用單相低功率整流電路，工業(yè)HVDC應(yīng)用需要三相整流。PN結(jié)二極管最重要的應(yīng)用是整流，它是將交流轉(zhuǎn)換為直流的過(guò)程。
單相整流器
半波整流
在單相半波整流器中，交流電壓的正或負(fù)一半流動(dòng)，而交流電壓的另一半被阻斷。因此輸出只接收交流波的一半。單相半波整流需要一個(gè)二極管，三相電源需要三個(gè)二極管。半波整流器比全波整流器產(chǎn)生更多數(shù)量的紋波，并且消除諧波需要更多的濾波。
對(duì)于正弦輸入電壓，理想半波整流器的空載輸出直流電壓為Vrms = Vpeak / 2Vdc = Vpeak /π
這里
Vdc，Vav - 直流輸出電壓或平均輸出電壓
Vpeak - 輸入相電壓的峰值
Vrms - 均方根值的輸出電壓
半波整流器的操作
PN結(jié)二極管僅在正向偏置條件下導(dǎo)通。半波整流器采用與PN結(jié)二極管相同的原理，從而將交流轉(zhuǎn)換為直流。在半波整流電路中，負(fù)載電阻與PN結(jié)二極管串聯(lián)。交流電是半波整流器的輸入。一個(gè)降壓變壓器需要輸入電壓，而變壓器的輸出結(jié)果會(huì)提供給負(fù)載電阻和二極管。
在正半周期內(nèi)，二極管處于正向偏置狀態(tài)。在負(fù)半周期間，二極管處于反向偏置狀態(tài)。電壓輸出在負(fù)載電阻上測(cè)量。在正半周期內(nèi)，輸出為正值且顯著。在負(fù)半周期內(nèi)，輸出為零或不顯著。這被稱(chēng)為半波整流。
半波整流器的工作
在正半周期中，當(dāng)上端的次級(jí)繞組相對(duì)于下端為正時(shí)，二極管處于正向偏置狀態(tài)并導(dǎo)通電流。在正半周期中，當(dāng)假定二極管的正向電阻為零時(shí)，輸入電壓直接施加到負(fù)載電阻。輸出電壓和輸出電流的波形與交流輸入電壓的波形相同。
在負(fù)半周期中，當(dāng)下端的次級(jí)繞組相對(duì)于上端為正時(shí)，二極管處于反向偏置狀態(tài)并且不傳導(dǎo)電流。在負(fù)半周期間，負(fù)載兩端的電壓和電流保持為零。反向電流的幅度非常小，并且被忽略。所以，在負(fù)半周期內(nèi)沒(méi)有功率輸出。
一系列正半周是在負(fù)載電阻上產(chǎn)生的輸出電壓。輸出是一個(gè)脈動(dòng)的直流波，并使平滑的輸出波濾波器，這應(yīng)該是跨越負(fù)載，使用。如果輸入波是半周期的，那么它被稱(chēng)為半波整流器。
三相半波整流電路
三相半波非控制整流器需要三個(gè)二極管，每個(gè)都連接到一個(gè)相。三相整流器電路在直流和交流連接上都會(huì)產(chǎn)生大量諧波失真。直流側(cè)輸出電壓每個(gè)周期有三個(gè)不同的脈沖。
半波整流器特性
用于以下參數(shù)的半波整流器的特性
PIV（峰值反向電壓）
在反向偏壓條件下，二極管必須承受其最大電壓。在負(fù)半周期內(nèi)，沒(méi)有電流流過(guò)負(fù)載。因此，二極管上會(huì)出現(xiàn)整個(gè)電壓，因?yàn)樨?fù)載電阻沒(méi)有電壓降。
半波整流器的PIV = V SMAX
二極管的平均電流和峰值電流
假設(shè)變壓器次級(jí)的電壓為正弦波，其峰值為V SMAX。施加給半波整流器的瞬時(shí)電壓是Vs = V SMAX Sin wt流過(guò)負(fù)載電阻的電流是
I MAX = V SMAX /（R F + R L）
規(guī)
調(diào)整是空載電壓與滿載電壓相對(duì)于滿載電壓的差值，電壓調(diào)整百分比為％調(diào)節(jié)= {（Vno-load-Vfull-load）/ Vfull-load} * 100效率輸入AC與輸出DC的比率稱(chēng)為效率（？）。
？= Pdc / Pac
傳遞給負(fù)載的直流電源是
Pdc = I 2 dc R L =（I MAX /π）2 R L
輸入到變壓器的交流電源，
Pac =負(fù)載電阻的功耗+結(jié)型二極管的功耗
= I 2 rms R F + I 2 rms R L = {I 2 MAX / 4} [R F + R L ]
α= Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R F / R L }
當(dāng)R F被忽略時(shí)，半波整流器的效率為40.6％。
紋波系數(shù)（γ）
紋波含量被定義為輸出DC中存在的AC含量。如果紋波系數(shù)較小，整流器的性能會(huì)更好。半波整流器的紋波系數(shù)值為1.21。
I 2 = I 2 dc + I 2 1 + I 2 2 + I 2 4 = I 2 dc + I 2 acγ=我交流 / I DC =（I 2 - I 2 直流）/ I DC = {（I RMS / I 2 直流）/目標(biāo)值Idc = {（I RMS / I 2 直流）-1} = K ?F 2 -1 ）其中kf - 形狀因子kf = Irms / Iavg =（Imax / 2）/（Imax /?）=?/ 2 = 1.57所以， γ =（1.572-1）= 1.21變壓器利用系數(shù)（TUF）
它被定義為輸送到負(fù)載和變壓器次級(jí)AC額定值的AC電力的比率。半波整流器的TUF約為0.287。
半波整流器的優(yōu)點(diǎn)
低廉,簡(jiǎn)單,使用方便,組件數(shù)量少,半波整流器的缺點(diǎn)
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