整流器及其原理

整流器(英文：rectifier)是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置，可用于供電裝置及偵測無線電信號(hào)等。整流器可以真空管，引燃管，固態(tài)矽半導(dǎo)體二極管，汞弧等制成。相反，一套把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置，則稱為“逆變器” (inverter)。

整流器是一個(gè)整流裝置，簡單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。它有兩個(gè)主要功能：第一，將交流電(AC)變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后供給負(fù)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(shí)又起到一個(gè)充電器的作用。

整流器汽車發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的經(jīng)過整流器整流過后的直流電，波形仍然具有不規(guī)則的波動(dòng)，直接影響了車輛點(diǎn)火的準(zhǔn)確性;輸出電壓無法保持相對(duì)恒定，造成每次火花塞點(diǎn)火的能量差別大容易使您的愛車引擎抖動(dòng)，出現(xiàn)換檔頓挫、提速緩慢無力、怠速不穩(wěn)以及車用空調(diào)效率低下等情形。從而大大降低了車載電器設(shè)備的性能和使用壽命;再加上高齡汽車的電路系統(tǒng)老化，電路阻l變高的影響，對(duì)您的愛車的影響也就變得日益明顯。電子整流器的作用是幫助車消除雜波干擾、穩(wěn)定輸出電壓、提高電源系統(tǒng)的瞬間放電能力、增加扭力輸出、加快油門反應(yīng)、延長電池使用壽命、縮短汽車引擎啟動(dòng)時(shí)間、提高點(diǎn)火效率等，尤其是對(duì)小排量的車，效果比較明顯。

半導(dǎo)體PN結(jié)在正向偏置時(shí)電流很大，反向偏置時(shí)電流很小。整流二極管就是利用PN結(jié)的這種單向?qū)щ娞匦詫⒔涣麟娏髯優(yōu)橹绷鞯囊环NPN結(jié)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(dǎo)體整流器有硅整流器和硒整流器，產(chǎn)品規(guī)格很多，電壓從幾十伏到幾千伏，電流從幾安到幾千安。整流器廣泛用于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(jié)面積大、結(jié)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(dǎo)熱性能良好，適于制作大功率整流器件。在耐高壓的整流裝置中常采用高壓硅堆，它由多個(gè)整流器件的管芯串聯(lián)組成，其反向耐壓由管芯的耐壓及串聯(lián)管芯數(shù)決定，最高耐壓可達(dá)幾百千伏。如果高頻整流電路用于很高頻率下，當(dāng)交流電壓的周期與整流器通態(tài)到關(guān)態(tài)的恢復(fù)時(shí)間相當(dāng)時(shí)，整流器對(duì)高頻電壓不再起整流作用。為適應(yīng)高頻工作的需要，通常在硅整流器中采用摻金的方法，以縮短注入少數(shù)載流子的壽命，從而達(dá)到減小恢復(fù)時(shí)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，可采用硅雪崩整流器。在這種器件中，當(dāng)反向電壓超過允許峰值時(shí)，在整個(gè)PN結(jié)上發(fā)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(dāng)大的反向浪涌功率。制作這種器件時(shí)要求材料缺陷少，電阻率均勻，結(jié)面平整，外露結(jié)區(qū)還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，避免發(fā)生表面擊穿。硒整流器的抗過載容量大，承受反向浪涌功率的能力也較強(qiáng)。

原理

在以大功率二極管或晶閘管為基礎(chǔ)的兩種基本類型的整流器中，電網(wǎng)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(yuǎn)的)的其它類型整流器：以不可控二極管前沿產(chǎn)品為基礎(chǔ)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(shù)上包含較多要開發(fā)的內(nèi)容，但是它能顯示出優(yōu)點(diǎn)，例如它以非常小的諧波干擾和1的功率因數(shù)加載于電網(wǎng)。