通常，電子設備具有整流電路，可以在電源系統(tǒng)中實現(xiàn) AC 到 DC 的轉(zhuǎn)換。該電路用于低功率設備，例如電池充電器，以對整流中產(chǎn)生的低電壓進行整流。

要了解整流電路，就必須了解整流過程。整流負責將交流電源的負位轉(zhuǎn)換為正直流電壓。在設置理想系統(tǒng)時，您需要合適的整流器。因此，了解整流器和二極管的配置對您設置系統(tǒng)很重要。

（電子元器件）

1.什么是整流電路？

整流器是一種將交流電從市電電壓轉(zhuǎn)換為單向直流電的電氣設備。它的工作原理是將主電源的交流電壓從電網(wǎng)更改為直流電壓。最重要的是，我們依賴的許多電器都需要直流電。

術(shù)語整流器是因為該設備使電流的定向流動變直。使用電子濾波器來平滑整流器輸出是一種增長趨勢。因此，現(xiàn)代硅半導體整流器導致了硒基整流器、機械整流器、氧化銅整流器和真空管整流器的退出。

由于高內(nèi)阻，機械和真空管整流器（用于陰極射線管）效率低下。然而，氧化銅和硒基整流器比 SCR（硅控整流器）具有更好的瞬時電壓耐受性。與硅二極管相比，這是一個巨大的優(yōu)勢。

（變壓器交流電轉(zhuǎn)直流電用二極管橋和電容）

2. 整流器的種類

單相和三相整流器。

在單相和三相整流器中，它們都經(jīng)歷半波整流和全波整流。

單相整流器具有交流電源的 1 相主電源輸入。結(jié)構(gòu)非常簡單。它們需要一個、兩個或四個二極管（取決于系統(tǒng)類型）。

對于單相交流電，會產(chǎn)生很高的紋波系數(shù)。這是因為它的二極管連接到單相變壓器的次級繞組。此外，它僅使用變壓器次級線圈的單相進行整流。

另一方面，在三相整流器中，結(jié)構(gòu)需要三個或六個二極管。當所有二極管都連接到變壓器次級繞組的每一相時，紋波電壓就會降低。它進一步創(chuàng)造了高變壓器利用率。

單相整流器的優(yōu)點

• 適用于簡單結(jié)構(gòu)

三相整流器的優(yōu)點

• 首先，在使用大型系統(tǒng)時最受青睞

• 其次，它提供了大量的電力

• 此外，不需要任何額外的濾波器組件來降低 RF

• 高效且具有更多 TUF

單相整流器的缺點

• 首先，它提供少量功率。

• 而且，具有較低的變壓器利用率（TUF）

(二極管)

半波和全波整流器

在半波整流中，整流器完全阻斷了一半的脈動輸入信號。然后，在每個完整周期中僅供應一半。這意味著一半的交流電源被浪費了。

半波整流需要一個二極管單相電源或三個三相電源。整流電壓的平均電平是輸入電壓電平的一半。然而，正電壓具有與輸入電壓相同的峰值交流輸入電壓電平。 

有兩種設計半波整流器的方法。例如，在第一個模型中，交流電源直接與輸出的負極端子相連。下一個設計將交流電源直接連接到輸出的正極端子。

好處

• 首先，它有一個高電壓輸出

• 此外，它很便宜，因為它在電源整流中只使用一個二極管。

最后，它不需要電源變壓器

全波整流器

該整流器反轉(zhuǎn)丟失或阻塞的負輸入交流電源信號。結(jié)果，它提高了輸出信號的平均值。它還使輸入交流電壓波形頻率加倍，這是半橋整流器無法實現(xiàn)的功能。并且，在產(chǎn)生的波形中，輸入峰值和輸出峰值是相等的。

設計全波整流器的兩種常用方法是：中心抽頭變壓器和二極管橋電路。它還可以用作有源穩(wěn)壓器，允許大部分電流流向負載電路。

好處

• 首先，整流效率高（81.2%）

• 其次，它具有較低的 RF (0.48)

• 另外，具有比較高的TUF

缺點

• 首先，它需要一個變壓器來運行

• 不幸的是，它承受來自交流電源的相當大的內(nèi)阻

• 最后，它使用可能很昂貴的雙二極管

構(gòu)成因素： 

形狀因數(shù)是電流的 RMS 值與直流輸出電流的比值。

FormFactor = 當前 DC 輸出電流的 RMS 值 Form Factor = 當前 DC 輸出電流的 RMS 值。

全波整流器的外形系數(shù)為 1.11。

（半波整流電路圖）

橋式整流器

橋式整流器是一種交流到直流轉(zhuǎn)換器，可將主交流輸入整流為直流輸出。橋式電路是用于為電氣設備和電子元件提供直流電壓的電源中使用的整流器。簡單的橋式整流器通常使用負載電阻器。結(jié)果，這保證了流過它的電流在整個負半周和正半周中都是相等的。橋式整流器是電子電源中最常見的部件之一。

所述橋式整流器布置具有四個相鄰二極管，也稱作二極管電橋。峰值反向電壓是二極管在負半周以反向偏置連接時的最高記錄電壓。在正半周期間，兩個二極管處于導通點。剩下的一對處于橋式整流的非導通位置。整流器輸出記錄發(fā)生在負載電阻兩端。

橋式整流器的優(yōu)點

• 一、整流效率更高（81.2%）

• 此外，它還降低了紋波電壓

• 在橋式整流器操作中不需要變壓器

• 此外，使用中心抽頭整流器稱重時具有高 TUF

• 最后，它通過使用簡單的濾波獲得高頻

缺點

• 首先，橋式整流器結(jié)構(gòu)成本較高，因為它使用四個二極管

• 由于系統(tǒng)中的電壓下降而降低了輸出電壓

• 再次，系統(tǒng)配置相當復雜

• 最后，在較低電壓下工作時，它會經(jīng)歷很大的內(nèi)阻。

橋式整流器很好。在第一個 AC 周期中，二極管 D2 和 D4 正向偏置，從而導通。正電壓在 D2 的陽極上，而 D4 的陰極端子上有負電壓。信號的前半部分通過這兩個二極管。在周期的后半段，二極管 D1 和 D3 正向偏置，從而導通。總體效果是AC的兩半可以通過。之后，負半部分反轉(zhuǎn)，變成正數(shù)。

（橋式整流器）

非受控整流器和受控整流器

不受控制的整流器

名稱不受控制的整流器是指為特定交流電源提供固定直流輸出電壓的整流器類型。非受控整流器僅使用二極管，并且可以是；全波控制或半波控制整流器。然而，它們的效率較低，因為二極管只能打開或關(guān)閉。

可控整流器

該電路使用晶閘管將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以控制負載的電源。半波可控整流器由單個可控硅（Silicon Controlled Rectifier）組成。它們具有與非受控整流器相同的設計，但它們使用 SCR。半波控制整流器可限制功率浪費，因為它們提供恒定功率控制。

3. 整流電路在電子產(chǎn)品中的工作原理

整流電路的工作原理

整流電路只需將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源即可工作。它包括跨系統(tǒng)互鎖的二極管，以創(chuàng)建電子向電源設備的前向運動。當交流電流過整流器電路時，二極管會消除交流電源的負電壓擺幅。因此，它只留下正電壓。一個簡單的二極管只允許一個方向的電流流動，阻止相反方向的電流流動。

該圖像描繪了來自整流二極管的交流電壓波形。電流波形在電壓的短暫增加和無電壓周期之間具有交替間隔。它是直流電，因為它只有正電壓。

（二極管橋圖）

4、整流電路設計注意事項

在任何電氣設備中設計整流電路時，都需要考慮一些預防措施。為了澄清起見，我們將討論影響整流器設計選擇的最重要的預防措施。

正半周期

在正半周期間，陽極和陰極之間出現(xiàn)的電壓為正。這意味著二極管是正向偏置的。假設電路連接到一個理想二極管并且額定功率是恒定的。峰值電壓為 Vm，簡稱為無壓降的峰值電壓值。

但是，我們應該將某些二極管上的壓降視為具有 0.7V（壓降）的硅二極管。只有當施加的輸入電壓超過閾值電壓 (0.7V) 時，它才會正向偏置。因此，電路開始導通。 

峰值電壓 = Vm – 0.7V（電壓降）

負半周期

它與負半周不同，因為陽極和陰極之間出現(xiàn)的電壓為負。整流器電路中的二極管被反向偏置，因此充當開路開關(guān)。它導致沒有電流流動。這導致輸出端的電壓讀數(shù)為零。

而且，在負半周，即使考慮使用的二極管，二極管兩端的電壓也是負的。這意味著輸出的讀數(shù)仍為 0V。

電壓下降：

電源電壓通常攜帶大量功率。電流在通過電路時的電勢的部分功率損失稱為電壓降。 

VD= ( 2*L*R*I) / 1000

計算整流器散發(fā)的熱量：

通常，這是由于二極管內(nèi)出現(xiàn)電壓下降和電阻而在整流過程中損失的熱量。因此，了解電路中使用的特定二極管的壓降很重要。 

Pheat（功率損耗）= Pmax（系統(tǒng)的最大輸出功率）/Eff（整流模塊的效率）– Pmax（系統(tǒng)的最大輸出功率）。

峰值反向電壓：

PIV 是指二極管在反向偏壓下可以承受的最大電壓。因此，如果超過，二極管可能會損壞。峰值反向電壓等于輸入電壓。

峰值反向電壓 (PIV) = 2Vs max = 2V smax。

5. 平滑電容器

平滑電容器是一種平衡信號供應變化的系統(tǒng)。它們主要應用于整流器或電源電壓之后。在半周期期間，電容器充電和放電時會產(chǎn)生平滑過渡。當電流流過正半周時，就會發(fā)生充電過程。

帶平滑電容器的全波整流器

平滑電容器有助于改善二極管兩端的不完整輸出紋波。因此，平滑電容器通過二極管并聯(lián)連接，以保持進入負載電路的穩(wěn)定電壓。

負載放置落在全波橋式整流器的輸出上。然后電容器增加直流輸出。結(jié)果，平滑電容器將整流器的紋波輸出轉(zhuǎn)換為更平滑的直流輸出。

紋波電壓與平滑電容器值成反比。這兩個值的關(guān)系是

V紋波= I負載/(fxC)

或者，可以使用穩(wěn)壓器集成電路來提供恒定的直流電源。

5uF 平滑電容器

通過 5uF 平滑電容器的電荷和電容因電路內(nèi)的連接而異。對于并聯(lián)連接的電容器，等效電容將是電路中連接的所有電容器的總和。 

50uF 平滑電容器

同樣，同樣的原理也適用于 50uF 平滑電容器。并聯(lián)電路連接中的電壓對于所有電容器都是相同的。然而，與 5uF 電容器相比，50uF 的平滑電容器更強。

（電容器圖片）

六，結(jié)論

本文已經(jīng)建立了多種使用整流電路的設備。一種應用是電壓調(diào)節(jié)器，而另一種常見用途包括電源組件和用于無線電信號的調(diào)幅檢測器 (AMD)。該設備在早期的無線電接收器中也曾被普遍稱為晶體檢測器。

我們希望本文能回答您關(guān)于整流電路的所有問題。請隨時與我們聯(lián)系，了解制作整流器電路的基本組件。期待為您的項目提供幫助。