電能以交流電壓的形式方便地傳輸和轉換。正是以這種形式交付給最終消費者。但是要為許多設備供電，您仍然需要恆定電壓。
為什麼我們在電氣工程中需要整流器
將交流電壓轉換為直流電壓的任務分配給整流器。該裝置應用廣泛，在無線電和電氣工程中整流裝置的主要使用領域有：
- 為電力電氣裝置（牽引變電站、電解廠、同步發電機的勵磁系統）和大功率直流電機形成直流電；
- 電子設備的電源；
- 檢測調製的無線電信號；
- 形成與輸入信號電平成比例的恆定電壓，用於構建自動增益控制系統。
整流器的全範圍是廣泛的，不可能在一篇評論的框架內列出。
整流器的工作原理
整流器件的工作是基於元素單面導電的特性。你可以用不同的方式做到這一點。工業應用的許多方式已成為過去，例如使用機械同步電機或電真空設備。現在使用的閥門在一個方向上傳導電流。不久前，水銀器件被用於大功率整流器。目前，它們實際上已被半導體（矽）元素所取代。
典型的整流電路
整流裝置可以根據各種原理構建。在分析器件電路時，必須記住，任何整流器輸出端的恆壓只能有條件地調用。該節點產生一個脈動的單向電壓，在大多數情況下必須通過濾波器進行平滑處理。一些消費者還需要穩定整流電壓。
單相整流器
最簡單的交流電壓整流器是單個二極管。
它將正弦波的正半波傳遞給消費者，並“切斷”負半波。
這種設備的範圍很小 - 主要是， 開關電源整流器工作在相對較高的頻率。儘管它會產生單向流動的電流，但它也有明顯的缺點：
- 高紋波 - 要平滑並獲得直流電，您將需要一個大而笨重的電容器；
- 降壓（或升壓）變壓器功率使用不完全，導致所需重量和尺寸指標增加；
- 輸出端的平均 EMF 小於所提供 EMF 的一半；
- 增加了對二極管的要求（另一方面，只需要一個閥門）。
因此，更普遍 全波（橋）電路.
在這裡，電流在一個週期內沿一個方向流過負載兩次：
- 沿紅色箭頭指示的路徑的正半波；
- 沿綠色箭頭指示的路徑的負半波。
負波並沒有消失，而是也被利用了，所以輸入變壓器的功率得到了更充分的利用。平均 EMF 是二分之一波版本的兩倍。紋波電流的形狀更接近於直線，但仍需要一個平滑電容器。它的容量和尺寸將比前一種情況小，因為紋波頻率是電源電壓頻率的兩倍。
如果有一個變壓器有兩個相同的繞組可以串聯或中間有一個抽頭的繞組，則可以根據不同的方案構建一個全波整流器。
此選項實際上是半波整流器的雙電路，但具有全波整流器的所有優點。缺點是需要使用特定設計的變壓器。
如果變壓器是在業餘條件下製造的，按要求繞次級繞組沒有障礙，但必須使用稍大的鐵。但是不是4個二極管，而是只用了2個，這樣就可以彌補重量和尺寸指標的損失，甚至獲勝。
如果整流器是為大電流設計的，並且閥門必須安裝在散熱器上，那麼安裝一半數量的二極管可以顯著節省成本。還應考慮到，這種整流器的內阻是組裝在橋式電路中的整流器的兩倍，因此變壓器繞組的發熱和相關損耗也會更高。
三相整流器
從前面的電路來看，按照類似原理組裝的三相電壓整流器是合乎邏輯的。
輸出電壓形狀更接近於直線，紋波水平僅為14%，頻率等於電源電壓頻率的三倍。
而這個電路的電源是半波整流器，所以很多缺點即使是三相電壓源也無法克服。主要是變壓器功率使用不完全，平均EMF為1.17⋅E2eff （變壓器次級繞組的電動勢有效值）。
最好的參數是三相橋式電路。
這裡，輸出電壓紋波的幅度相同，為 14%，但頻率等於輸入交流電壓的六角頻率，因此濾波電容器的電容將是所有選項中最小的。並且輸出 EMF 將是前一個電路的兩倍。
該整流器與具有星形次級繞組的輸出變壓器一起使用，但是當與輸出以三角形連接的變壓器一起使用時，相同的閥組件的效率會低得多。
這裡脈動的幅度和頻率與前面的電路相同。但平均 EMF 比以前的方案要小。因此，這種夾雜物很少使用。
倍壓整流器
可以構建一個輸出電壓為輸入電壓倍數的整流器。例如，有電壓倍增的電路：
這裡，電容器 C1 在負半週期充電，並與輸入正弦波的正波串聯切換。這種結構的缺點是整流器的負載能力低，以及電容器C2低於兩倍電壓值的事實。因此，這種電路在無線電工程中用於對幅度檢測器的低功率信號進行倍頻整流，作為自動增益控制電路中的測量元件等。
在電氣工程和電力電子學中，使用了另一種版本的倍增方案。
根據拉圖方案組裝的倍增器具有很大的負載能力。每個電容器都處於輸入電壓之下，因此，在重量和尺寸方面，此選項也優於前一個選項。在正半週期間，電容器 C1 充電，在負半週期間 - C2。電容器串聯連接，並且相對於負載 - 並聯，因此負載兩端的電壓等於總和 充電電容器的電壓.紋波頻率等於電源電壓頻率的兩倍，其值取決於 從能力的價值.它們越大，波紋越少。在這裡，有必要找到一個合理的折衷方案。
該電路的缺點是禁止將負載端子之一接地 - 在這種情況下，二極管或電容器之一將被短路。
該電路可以級聯任意次數。所以，重複兩次包含的原理，你可以得到一個四倍電壓的電路，等等。
電路中的第一個電容器必須承受電源電壓，其餘的 - 兩倍的電源電壓。所有閥門必須額定為雙反向電壓。當然，為了電路的可靠運行，所有參數必須有至少 20% 的餘量。
如果沒有合適的二極管，它們可以串聯 - 在這種情況下，最大允許電壓將增加 1 倍。但與每個二極管並聯，必須連接均衡電阻。必須這樣做，否則，由於閥門參數的分散，反向電壓可能在二極管之間分佈不均勻。結果可能是超過其中一個二極管的最大值。如果鏈的每個元件都用一個電阻分流（它們的值必須相同），那麼反向電壓的分佈將完全相同。每個電阻的阻值應比二極管的反向阻值小10倍左右。在這種情況下，附加元件對電路運行的影響將最小化。
該電路中的二極管不太可能需要並聯，這裡的電流很小。但它在負載消耗大量功率的其他整流器電路中很有用。並聯使通過閥門的允許電流成倍增加，但一切都破壞了參數的偏差。因此，一個二極管可以承受最大電流，但無法承受。為了避免這種情況，每個二極管串聯一個電阻器。
選擇電阻值，以便在最大電流下，其兩端的電壓降為 1 伏。因此，在 1 A 的電流下，電阻應為 1 ohm。在這種情況下，功率至少應為 1 瓦。
理論上，電壓倍數可以無限增加。在實踐中，應該記住這種整流器的負載能力隨著每增加一級而急劇下降。結果，您可能會遇到負載兩端的電壓降超過倍增因子並使整流器的操作變得毫無意義的情況。這個缺點是所有此類方案中固有的。
通常這種電壓倍增器是作為具有良好絕緣性的單個模塊生產的。例如，類似的設備被用於在電視或示波器中產生高壓，其中陰極射線管作為監視器。使用扼流圈的倍增方案也是已知的，但它們尚未得到分配——繞組部件難以製造並且在操作中不是很可靠。
有很多整流電路。鑑於該節點的範圍很廣，有意識地接近電路的選擇和元件的計算是很重要的。只有在這種情況下，才能保證長期可靠的運行。
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