電氣小百科——整流器

整流器

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。整流器可以由真空管，引燃管，固態矽半導體二極管，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）。

在備用UPS中只需要給蓄電池充電，不需要給負載供電，故只有充電機。在雙變換UPS中，此裝置既為逆變器供電，又給蓄電池充電，故稱為整流器/充電機。

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)，經濾波後供給負載，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。

工作原理：

汽車發電機產生的交流電經過整流器整後變為直流電，但其波形仍然具有不規則的波動，直接影響了車輛點火的準確性；輸出電壓無法保持相對恆定，造成每次火花塞點火的能量差別，容易使車輛引擎抖動，出現

半導體PN結在正向偏置時電流很大，反向偏置時電流很小。整流二極管就是利用PN結的這種單向導電特性將交流電流變為直流的一種PN結二極管。通常把電流容量在1安以下的器件稱為整流二極管，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。

整流器

大功率整流電源要求整流器的電流容量大、擊穿電壓高、散熱性能好，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，當交流電壓的週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湧功率。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，承受反向浪湧功率的能力也較強。

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（不久的或遙遠的）的其它類型整流器：以不可控二極管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的功率因數加載於電網。

作用：

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)，經濾波後供給負載，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。

二極管整流器：

所有整流器類別中最簡單的是二極管整流器。在最簡單的型式中，二極管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管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管整流器快。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管系統小。

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