整流器的作用原理及输出计算

一概述：什么是整流器
整流器是一种整流装置或元件，整流器的作用是的将交流电(AC)转化为直流电(DC)。通常把电流容量在1安以下的器件称为整流二极管，1安以上的称为整流器。




整流元件 整流装置
二，整流器的作用
　　通常整流器的作用有两个：第一，是将交流电（AC）变成直流电(DC)，再经滤波后得到稳定的直流电供给负载，如：给蓄电池提供充电电压，或者给逆变器使用；第二，检波。整流的作用有时并不一定是单纯用来产生直流。早期的矿石收音机使用被称为“猫须”的金属细线压在方铅矿晶体上，构成点接触整流器，称为矿石检波器或晶体检波器，目的是检波。
三，整流器的原理
目前最常见的是硅整流器，以下就以硅整流器为例介绍下它的整流原理。在这之前，我们先了解下什么是P型半导体，什么是N型半导体；P型半导体（P指positive，带正电的）：在纯净的硅（或锗）中通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴；

N型半导体（N指negative，带负电的）：在纯净的硅（或锗）中通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。

采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅半导体基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。

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在PN结上施加电压，即P结接正极电压，N结接负极电压，电流便从P结一边流向N结一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过，电流导通。如果N结一边接电压的正极，P结一边接负极，则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过，电流截止。这就是PN结的单向导电性。利用这个特性，可以让正向电压导通，反向电压截止，从而实现对交流电的整流。



四，整流器整流的方法
1.半波整流
在半波整流器的工作过程中，交流波形的正半周或负半周其中之一会被消除，只有一半的输入波形会形成输出，对于功率转换是相当没有效率的。半波整流在单相整流时使用一个二极管，三相整流时使用三个二极管。 如下图：

工作原理：
(1)在变压器次级绕组电压u2为正半周时，二极管导通，则负载上的电压u0、二极管的管压降uD、流过负载的电流iO和二极管的电流iD为：

(2)在负半周时，二极管截止。则：

直流电压和直流电流的计算
输出直流电压为：

，其中：U2为变压器次级输出电压的有效值。 输出直流电流为：

注：流过二极管的电流即为输出电流。
2.全波整流