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整流器

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?整流器(英文:selenium rectifier)它是一種將交流電轉換成直流電的裝置,可用于電源裝置和檢測無線電信號。整流器可由真空管點火管固體硅半導體二極管汞弧等制成。相反,把直流電轉換成交流電的一套裝置叫做“逆變器” (transverter)

在備用UPS中,只需要給電池充電,不需要給負載供電,所以只有充電器。在雙變頻UPS中,這個器件既給逆變器供電,又給蓄電池充電,所以叫整流器/充電機。

目錄

工作原理

整流器整流器

汽車發電機產生的交流電通過整流器轉換成直流電,但其波形仍有不規則波動,直接影響車輛點火的準確性;輸出電壓可以和t保持相對恒定,導致每次火花塞點火的能量不同,容易使車輛發動機抖動,造成換擋頓挫、提速緩慢無力、怠速不穩,車輛空調效率低。從而大大降低車載電器設備的性能和使用壽命;再加上老齡車電路系統老化,電路電阻高的影響,對車輛的影響已經日益明顯。電子鎮流器 的作用是幫助汽車消除雜亂的干擾、穩定輸出電壓、提高供電系統的瞬時放電能力、增加扭力輸出、加快油門反應、延長電池的使用壽命、縮短汽車發動機的啟動時間、提高點火效率,尤其是小排量車,效果明顯。

半導體PN結正向偏置時電流很大,反向偏置時電流很小。整流二極管是一種PN結二極管,利用PN結的這種單向導電性,將交流電流變為DC電流。通常,電流容量在1 A以下的器件稱為整流二極管,電流容量在1 A以上的器件稱為整流器。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,電流從幾安培到幾千安培。整流器廣泛應用于各種形式的整流電源中。大功率整流電源要求整流器具有大電流容量、擊穿電壓高、散熱性能較好,但此器件結面積較大、結電容大,所以工作頻率很低,一般在幾十千赫以下。硅材料帶隙寬,導熱性好,適合制作大功率整流器件。高壓硅堆常用于高壓整流裝置,它是由幾個整流裝置串聯而成其反向耐壓由管芯的耐壓和串聯管芯的數量決定,最高耐壓可達幾百千伏。如果高頻整流電路在很高的頻率下使用,當交流電壓的周期相當于整流器從導通狀態到關斷狀態的恢復時間時,整流器將不再對高頻電壓進行整流。為了滿足高頻工作的需要,硅整流器中通常采用金摻雜來縮短注入少數載流子的壽命,從而縮短恢復時間。

為了降低過壓擊穿造成損壞的可能性,提高整流器的可靠性,可以采用硅雪崩整流器。在這種器件中,當反向電壓超過允許峰值時,整個PN結上發生均勻的雪崩擊穿,器件可以在高電壓大電流下工作,因此可以承受相當大的反向浪涌功率。制作這種器件時,要求材料缺陷少,電阻率均勻,結面平整,暴露的結區要適當保護,避免表面擊穿。硒整流器抗過載能力大,抗反向浪涌功率能力強。

在基于大功率二極管或晶閘管的兩種基本類型的整流器中,電網的高壓交流電力通過整流器被轉換成DC電力。提到未來(不久的或遙遠的)其他類型的整流器:基于不可控二極管前沿產品的斬波器、斬波直流/DC變換器或電流源逆變器有源整流器。顯然,這種最新的整流器在技術上包含了更多有待開發的內容,但它能顯示出優勢,比如它加載在電網上,諧波干擾非常小,功率因數為1。

作用

整流器就是整流器件,簡單的說就是把交流電轉換成交流電(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)過濾后提供給負載或逆變器;

第二,為蓄電池提供充電電壓。因此,它還可以充當充電器。

參數

三極管的hFE參數與存儲時間ts有關,hFE大的三極管ts也大過去人們對ts和ts的測量儀器缺乏了解,更多的是依靠hFE參數來選擇三極管。

在切換狀態下,hFE的選擇通常如下所述:第一、HFE要盡可能高,以最小的基極電流獲得最大的工作電流,同時給出最低的飽和電壓,這樣在輸出和驅動電路中都可以降低損耗。

然而,如果考慮開關速度和電流容差,hFE的最大值是有限的;第二、中國的制造商過去常常選擇hFE更小的器件,例如hFE為10到15甚至8到10的晶體管,這些晶體管曾經非常受歡迎(后來由于基極電路中電容觸發電路的普及,hFE的值增加了)hFE值小,飽和深度小,有利于降低晶體管發熱。

事實上,晶體管的飽和深度受Ib的影響、HFE受兩個因素影響,所以通過磁環和繞組參數、基極電阻Rb的調整也可以減小飽和深度。

冷卻方式

整流器常用的冷卻方式是自然冷卻、純風扇冷卻、有自然冷卻和風扇冷卻三種。自然冷卻無機械故障,可靠性高;無空氣流動,灰塵少,利于散熱;無噪音等特點。純風扇散熱的優點是設備重量輕,成本低。風扇與自然冷卻技術相結合,具有有效減小設備體積和重量風扇使用壽命長風扇故障適應能力強等特點。

現狀

現在業界推出的節能燈和電子鎮流器專用三極管都很注重存儲時間的控制。因為存儲時間ts太長,電路的振蕩頻率會降低,整機工作電流的增加容易導致晶體管的損壞。雖然可以通過調節扼流圈等元件的電感來控制整機的功率,但是ts的離散性會使產品的一致性變差,可靠性下降。比如石英燈電子變壓器的電路中,存儲時間過長的晶體管可能導致電路以低于輸出變壓器工作極限的頻率振蕩,從而導致每個周期的末端磁芯飽和,使晶體管ic在每個周期都達到峰值,最終導致器件過熱損壞。

如果同一條線路上的兩個晶體管存儲時間相差太大,整機工作電流的上下半波就會嚴重不對稱,負擔重的晶體管容易損壞,線路也會產生較多的諧波和電磁干擾。

實際應用表明,通過嚴格控制存儲時間ts和適當調整整機電路,可以降低對hFE參數的依賴性。還值得一提的是,在一定的芯片面積條件下,晶體管特性、電流特性和耐壓參數是矛盾的在中國市場,BUT11A曾經作為220V40W的電子鎮流器,起點是BVceo、BVcbo值高,但在大多數電子鎮流器電路中,已經不需要把三極管的電壓參數選得太高。

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