什么是整流器?整流器与整流变压器的区别

整流器(英文:rectifier)是把交流电转换成直流电的装置,可用于供电装置及侦测无线电信号等。整流器可以由真空管,引燃管,固态矽半导体二极管,汞弧等制成。相反,一套把直流电转换成交流电的装置,则称为“逆变器” (inverter)。

在备用UPS中只需要给蓄电池充电,不需要给负载供电,故只有充电机。在双变换UPS中,此装置既为逆变器供电,又给蓄电池充电,故称为整流器/充电机。


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整流器的作用和原理

1、整流器的作用

整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;]第二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用。

2、整流器的工作原理

整流器的工作原理就是把交流电变成直流电,需要使用整流二极管得以实现,比如说,我们现在使用的市电就是正弦波交流电,我们使用桥堆(就是四个整流二极管封装的),整流后就成了直流电。

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整流器的应用

整流器的主要应用是把交流电源转为直流电源。 由于所有的电子设备都需要使用直流,但电力公司的供电是交流,因此除非使用电池,否则所有电子设备的电源供应器内部都少不了整流器。

至于把直流电源的电压进行转换则复杂得多。 直流-直流转换的一种方法是首先将电源转换为交流(使用一种称为反用换流器的设备),然后使用变压器改变该交流电压,最后再整流回直流电源。

整流器还用在调幅(AM)无线电信号的检波。 信号在检波前可能会先经增幅(把信号的振幅放大),如果未经增幅,则必须使用非常低电压降的二极管。 使用整流器作解调时必须小心地搭配电容器和负载电阻。 电容太小则高频成分传出过多,太大则将抑制讯号。

整流装置也用于提供电焊时所需固定极性的电压。 这种电路的输出电流有时需要控制,此时会以可控硅(一种晶闸管)替换桥式整流中的二极管,并以相位控制触发的方式调整其电压输出。

晶闸管也用于各级铁路机车系统中,以实现牵引马达的微调。 可关断晶闸管(GTO)则可用于从直流电源产生交流,例如在 Eurostar 列车上使用此方式提供三相牵引马达所需的电源。


整流器的分类

1.可控硅电源(俗称硅整流)
利用可控硅整流元件[又叫晶闸管,英文缩写SCR,是一种大功率硅半导体器件。它具有同半导体二极管相似的单向导电特性,但它的导通可控制,所以说它是具有可控的单向导电特性的整流元件。利用它的特性,可以组成各种不同功能的装置]把交流电变换成大小可调的直流电
它采用工频变压器将交流输入电压转变为较低(IOV~20V)交流电压,再通过可控硅进行整流和调压。控制机理是通过控制电路对可控硅的导通角进行控制来实现输出电压和电流的调节。此种电源的缺点是体积大、重量重、噪音大、耗电大、波纹大。随着生产工艺对镀层质量及自动控制的要求越来越高,以及近年来人们对节能及环保意识的增强,在PCB电镀中已逐渐淘汰。它主要使用在电流较大的工业电镀上。
2.高频开关整流器(亦称开关电源)
它将交流电网经EMI防电磁干扰线路滤波器,直接整流、滤波,经变换器将直流电压变换成数十或数百kHz的高频方波,经高频变压器隔离、降压,再经高频滤波输出直流电压。经取样、比较、放大及控制、驱动电路,控制变换器中功率管的占空比,得到稳定的输出电压(或输出电流)。
高频开关整流器的调整管工作在开关状态,功率损耗小,效率可达到75%~90%,体积小、重量轻,而且精度、纹波系数均优于硅整流器,在全输出范围内都能达到生产所要求的精度。它具有自我保护能力,可以在带载的情况下任意启停。它能极方便的同计算机进行连接,给自动化生产中带来了极大的方便,在PCB电镀行业中得到广泛的应用。
电镀用高频开关整流器的主变换结构有正激式、半桥式、全桥式等,其中既有脉宽调制(PWM)的“硬开关”电路,又有热门的移相控制“软开关”电源电路。
脉宽调制(PWM)高频开关整流器,工作频率大都低于50 kHz,采用电压或电流反馈控制。它是通过中断功率通量和调节占空比方法,改变驱动电压脉冲宽度来调整输出电流,使器件工作在“硬开关”状态,即强迫导通(电压不为零时)或强迫关断(电流不为零时),使开关功率管开关期间同时存在高压与大电流的交叉,因此开关损耗大,尖峰干扰强。变压器漏感与大电流变化率激起的高压尖峰,不仅易损坏功率管,还产生明显的电磁辐射,降低了可靠性和电源效率。
近几年来新出现的零电压转换(zvT)和零电流转换(ZCT)技术,或者称“软开关”技术,综合了PWM 开关与谐振变换技术两者的优点:既有脉冲方波高效传递功率和恒频控制便于优化参数,又有谐振技术的低损耗和零电压转换的特点。这种“零开关”技术充分利用变压器的漏感于功率管的输出结电容之间的谐振,产生满足零电压导通和零电流截止的条件,在开关管导通时电压为零,截止时流经开关管的电流为零。因此大大减少了功率管的开关电压、电流应力和尖刺干扰,降低了功耗,开关效率明显提高。

整流器与整流变压器的区别

一、性质不同

1、整流器:是把交流电转换成直流电的装置。

2、整流变压器:是整流设备的电源变压器。

二、用途不同

1、整流器:整流变压器广泛用于各类行业之中,主要分为照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。产品性能均能满足用户各种特殊要求。电化学工业是应用整流变最多的行业,电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属;电解食盐以制取氯碱;电解水以制取氢和氧

2、整流变压器:广泛用于照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。产品性能均能满足用户各种特殊要求。

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常见的四种整流电路类型

第一种是半波整流,半波整流电路一般情况下只需要一个二极管。详细的情况我们可以看下下面的图1,在图1中你能看到在交流电正半周时 VD 导通,负半周时 VD 截止,负载 R 上得到的是脉动的直流电。

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第二种是全波整流,全波整流则是要用到二个二极管,ASEMI工程上也会要求需要有带中心抽头的两个次级线圈,这两个次级线圈需要圈数相同,以保证相同的电阻。详细的情况我们可以看下图2,负载RL得到的就是全波整流电流,输出电压比半波整流电路要高。

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第三种就是我们常见的全波桥式整流,像我们ASEMI的整流桥一般情况下也都是全波桥式整流,全波桥式整流用的是4个二极管组成的桥式电路,这种电路只能有单个次级线圈的变压器。见图3,负载上的电流波形和输出电压值与第二种全波整流电路是完全相同的。

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最后一种就是倍压整流。这种整流电路会用多个二极管和电容器来获得较高的直流电压。


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