整流器的工做原理

　　咱們常常說的整流器，其實就是指一種整流裝置或元件，它的做用是的將交流電(AC)轉化爲直流電(DC)。這種把交流電轉換成直流電的裝置，是由真空管、引燃管、固態矽半導體二極管、汞弧等製成的；咱們一般把電流容量在1安如下的器件稱爲整流二極管，而1安以上的才稱爲整流器。整流器現在被普遍應用於供電裝置及偵測無線電信號等。
　　整流器的工做原理
　　整流器就是將交流(AC)轉化爲直流(DC)的裝置。根據定義就不難發現它的主要做用就是：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。那麼整流器究竟有多重要呢？這樣說吧，因爲全部的電子設備都須要使用直流，可是，通常的電力公司都使用交流，所以除非使用電池供電，不然全部電子設備的電源供應器內部都少不了整流器。可見，整流器對電子設備來講是必不可少的供電裝置。再例如，最多見的汽車整流器，它對汽車也起着相當重要的做用。經過整流原理，不只能夠減輕怠速抖動的現象，提高動力、有效改善爬坡加速無力、搓車、掉檔等問題，還能夠保護電瓶及汽車電氣電路系統，延長其使用壽命。因此說，小小的整流器在咱們平常生活中發揮着巨大的做用。
　　整流器還能夠給蓄電池提供充電電壓。所以，它同時又起到了一個充電器的做用。但特別注意的是，操做上除了爲負載供電外，整流器應能在10倍於放電時間的時間以內，將蓄電池的放電功率恢復到95%。當蓄電池再次充電後，整流器應使蓄電池保持在充滿電的狀態，直到下一次放電。
　　整流器有時候並不必定僅僅是用來產生直流做用的，在很早的時期，在礦石收音機上使用被稱爲「貓須」的金屬細線，壓在方鉛礦晶體上，就構成了點接觸整流器，被稱爲晶體檢波器或礦石檢波器。所以整流器有時候也能夠通過「加工」而取代檢波器，它的一個特別的做用即是用來檢波。又例如，在瓦斯氣體加熱系統中，火焰整流就是檢驗火焰是否存在的「檢測儀」，若是火焰存在，火焰外側的兩個金屬電極造成的電流路徑中，等離子就會對產生的交流電壓起到整流的做用。
　　整流器的做用
　　一般整流器的做用有兩個：
　　第1、是將交流電(AC)變成直流電(DC)，再經濾波後獲得穩定的直流電供給負載，如：給蓄電池提供充電電壓，或者給逆變器使用。
　　第2、檢波。整流的做用有時並不必定是單純用來產生直流。早期的礦石收音機使用被稱爲「貓須」的金屬細線壓在方鉛礦晶體上，構成點接觸整流器，稱爲礦石檢波器或晶體檢波器，目的是檢波。
　　目前最多見的是硅整流器，如下就以硅整流器爲例介紹下它的整流原理。
　　在這以前，咱們先了解下什麼是P型半導體，什麼是N型半導體;P型半導體(P指positive，帶正電的)：在純淨的硅(或鍺)中經過特殊工藝摻入少許的三價元素組成，會在半導體內部造成帶正電的空穴;N型半導體(N指negative，帶負電的)：在純淨的硅(或鍺)中經過特殊工藝摻入少許的五價元素組成，會在半導體內部造成帶負電的自由電子。
　　採用不一樣的摻雜工藝，經過擴散做用，將P型半導體與N型半導體制做在同一塊硅半導體基片上，在它們的交界面就造成空間電荷區稱PN結。PN結具備單向導電性。
　　在PN結上施加電壓，即P結接正極電壓，N結接負極電壓，電流便從P結一邊流向N結一邊，空穴和電子都向界面運動，使空間電荷區變窄，電流能夠順利經過，電流導通。若是N結一邊接電壓的正極，P結一邊接負極，則空穴和電子都向遠離界面的方向運動，使空間電荷區變寬，電流不能流過，電流截止。這就是PN結的單向導電性。利用這個特性，可讓正向電壓導通，反向電壓截止，從而實現對交流電的整流。
　　由整流器的做用可知整流器的主要應用是把交流電源轉爲直流電源。因爲全部的電子設備都須要使用直流，但電力公司的供電是交流，所以除非使用電池，不然全部電子設備的電源供應器內部都少不了整流器。整流器還用在調幅(AM)無線電信號的檢波。 信號在檢波前可能會先經增幅(把信號的振幅放大)，若是未經增幅，則必須使用很是低電壓降的二極管。使用整流器做解調時必須當心地搭配電容器和負載電阻。 電容過小則高頻成分傳出過多，太大則將抑制訊號。
　　整流器的類型
　　電鍍屬於電解加工過程。不言而喻，電源的性能、類型、特徵等因素必將對電鍍工藝過程產生重要影響。特別是在現代電鍍技術飛速發展的今天，電鍍電源更具備重要地位。
　　第1、傳統硅整流器
　　硅整流器使用歷史長，技術成熟，目前是整流器主流產品。
　　一、整流電路。工業生產中通常採用三相調壓器調壓，50Hz三相工頻變壓器降壓的普通硅整流器。各類整流電路得到的均是脈動直流電，不是純直流，或多或少地含有交流成分。爲了比較脈動成份的多少，可用紋波係數來表示，其含義爲交流成份在直流成分中佔的百分比，其數值越小，交流成份越少，越接近純直流。
　　各類整流電路的波動係數不一樣。其由大到小的次序爲：三相半波整流、三相全波橋式整流或帶平衡電抗器的六相雙反星形整流。其中後者工做時整流元件並聯導通，波形最爲平滑，整流效率較高，工做也較爲可靠，時最爲經常使用的一種。
　　爲了得到低紋波輸出，則必須採用濾波或其它特殊措施。利用電容、電感貯能元件進行濾波，是將脈動直流轉變爲較爲平滑的直流的經常使用措施。但實際生產中，除試驗用的小型整流器以外，工業生產基本上不進行濾波。特殊狀況可以使用大電感。電容在低電壓、大電流狀況下不適用於濾波。電容濾波，對工頻整流只適合於很是小功率的整流電源。例如輸出10A的單相全波整流器，要達到低紋波輸出，其濾波電容要達0.1F以上。隨着頻率的提升，所需電容量減少。
　　可控硅利用改變可控硅管導通角來調整輸出平均直流大小的普通可控硅整流器，可控硅管輸出的是間斷脈衝波，其紋波係數的受導通角控制，輸出紋波係數大於普通硅整流電路。特別是在使用電流低於額定電流較大的狀況下，輸出波形脈動係數更大。
　　二、整流元件類型
　　整流元件即一般所說的二極管。因爲整流器全部的輸出電流都要通過整流元件，所以，能夠說是整流器的心臟。整流元件分爲硅整流元件和可控硅整流元件二種。鍍鉻整流器主要使用硅整流元件。雖然可控硅技術已有了長足的發展，且在電鍍上應用也日趨增多，但筆者仍是推薦使用硅整流器。其緣由主要是波形問題。可控硅整流是採用控制整流元件導通時間與截止時間長短來控制電流的。整流器滿負荷使用時波形好。但輸出電流較小時電流波形變差。電流越小，波形越差。而硅整流器輸出電流大小對波形幾乎無影響。
　　第2、開關電源
　　目前一種新型電鍍電源設備-開關電源正在發展之中。它兼有硅整流器的波形平滑性優勢及可控硅整流器的調壓方便的優勢，電流效率最高(可達90%以上)，體積最小，是大有前途的整流器。目前製造技術已解決了功率問題，數千安培至上萬安培的大功率開關電源已進入生產實用階段。
　　目前市售的開關電源電路屬於「硬開關」，因爲模塊在電流通斷過程的儲能釋放問題，雖然較硅整流器、可控硅整流器電流效率都高，但仍有較大的「開關」損耗，並形成了對電子模塊的衝擊，使用過程設備故障率也較高。
　　最爲先進的開關電源是「軟開關」電源電路。工做過程電子模塊通斷換向點正好處於電流爲零的瞬間，所以無「開關」損耗及能量衝擊，今一步提升了整流效率，將低了故障率。但這類開關電源的技術難度較大，成本也較「硬開關」高，國內生產「軟開關」電鍍電源的爲數很少。可喜的是我市開關電源的生產技術已步入國內的前列。青島艾特電子技術有限公司最新研發的XBD系列諧振變頻電鍍電源，採用西安交大的諧振軟開關核心技術，生產的電鍍電源產品具備更高的電流效率及可靠性。該產品目前已批量生產，投入銷售。從而爲廣大電鍍用戶提供了更大的開關電源選擇餘地。
　　開關電源其頻率已達音頻，經過濾波實現低紋波輸出更爲簡便易行。並且穩流、穩壓等功能更易實現。所以，開關電源，特別是使用「軟開關」電源電路的開關電源是從此發展的方向。
　　第3、脈衝電源設備
　　隨着電力電子科學技術的發展，電鍍整流器正在由單一功能向多功能發展。因爲脈衝電源主要是由嵌入式單片計算機等進行控制，所以，除實現脈衝輸出以外，通常具有多種控制功能。
　　一、自動穩流穩壓。傳統硅整流器電流或電壓沒法自動穩定，隨電網電壓的波動而波動。而脈衝電源則擁有高精度的自動調節功能。如電網三相電壓波動達上百伏時，脈衝電源輸出電壓能夠幾乎不變。脈衝電源的自動調節功能通常具備二種模式：
　　①、恆電流限壓模式。當電鍍工藝參數，如零件面積、溫度、濃度、酸鹼度等工藝條件發生改變時，常規整流器電流會發生波動。而恆電流模式下，輸出電流自動恆定在設定值不發生改變。這對需精確計算硬鉻厚度狀況下是頗有用的。採用恆流模式時的限壓功能目的是保護設備不被燒壞。
　　②、恆電壓限流模式。當電鍍工藝參數發生改變時，輸出電壓自動恆定在設定值不發生改變。這種模式硬鉻電鍍不常使用，但對於鋁氧化着色則大有做用。
　　二、多段式運行模式。鋁陽極氧化或硬鉻電鍍時，每每須要進行反向電解、大電流衝擊、階梯送電等操做。傳統電源只能靠手工實現。而具備多段式運行模式的脈衝電源則只需提早設定，生產時可自動按順序進行自動調節。這一功能對硬鉻電鍍是很是有用的。目前國產脈衝電源已達到三段式運行，每一段時間可在0——255秒內調節設定。
　　三、雙向脈衝功能。正負脈衝頻率、佔空比、正反向輸出時間都可獨立調節，使用靈活、方便。配合硬鉻電鍍工藝，可得到不一樣物理性能的鍍層。
　　四、直流疊加功能。輸出正反向脈衝電流的同時，由同一臺電源疊加輸出一純直流成分，更拓寬了脈衝電源的使用範圍及用途。
　　以上就是整流器的工做原理原理。
　　整流器B3100-13-F
　　數據列表：B370 - B3100
　　產品相片：B330-13-F
　　產品目錄繪圖：S(2,3,5)x, SK, B(3,5)x0 Series TopS(2,3,5)x, SK, B(3,5)x0 Series Side標準包裝  ：3,000
　　類別：分立半導體產品
　　家庭：單二極管/整流器
　　系列：-
　　包裝  ：帶卷 (TR)
　　二極管類型：肖特基
　　電壓 - DC 反向 (Vr)（最大值）：100V
　　電流 - 平均整流 (Io)：3A
　　不一樣 If 時的電壓 - 正向 (Vf)：790mV @ 3A
　　速度：快速恢復 =< 500 ns，> 200mA（Io）
　　反向恢復時間 (trr)：-
　　不一樣?Vr 時的電流 - 反向漏電流：500?A @ 100V不一樣?Vr、F 時的電容：100pF @ 4V，1MHz安裝類型：表面貼裝
　　封裝/外殼：DO-214AB，SMC
　　供應商器件封裝：SMC
　　熱阻：10°C/W Jl
　　工做結溫：-55°C ~ 125°C
　　產品目錄頁面：1591 (CN2011-ZH PDF)
　　其它名稱：B3100-FDITR
　　B310013F