通常，電子(zi)設(she)備(bei)具(ju)有(you)整(zheng)流電路，可(ke)以在電源(yuan)系統(tong)中實現 AC 到(dao) DC 的(de)轉(zhuan)換。該(gai)電路用於(yu)低(di)功(gong)率(lv)設(she)備(bei)，例如(ru)電池充(chong)電器，以(yi)對整(zheng)流中產(chan)生的(de)低(di)電壓進行(xing)整(zheng)流。

要了解整(zheng)流電路，就必須(xu)了(le)解整(zheng)流過程(cheng)。整(zheng)流負責(ze)將交流電源(yuan)的(de)負位轉(zhuan)換為正直(zhi)流電壓。在設(she)置(zhi)理(li)想(xiang)系統(tong)時(shi)，您(nin)需(xu)要合適(shi)的(de)整(zheng)流器。因此(ci)，了解整(zheng)流器和二(er)極管(guan)的(de)配置(zhi)對您(nin)設(she)置(zhi)系統(tong)很(hen)重要。

（電子(zi)元(yuan)器件(jian)）

1.什(shen)麽(me)是(shi)整(zheng)流電路？

整(zheng)流器是(shi)壹(yi)種(zhong)將交流電從市電電壓轉(zhuan)換為單(dan)向直(zhi)流電的(de)電氣(qi)設(she)備(bei)。它(ta)的(de)工作原(yuan)理(li)是(shi)將主電源(yuan)的(de)交流電壓從電網(wang)更改為(wei)直(zhi)流電壓。最重要的(de)是(shi)，我們依賴(lai)的(de)許多(duo)電器都(dou)需(xu)要直(zhi)流電。

術語整(zheng)流器是(shi)因為該(gai)設(she)備(bei)使(shi)電流的(de)定(ding)向流動變(bian)直(zhi)。使(shi)用電子(zi)濾(lv)波器來(lai)平滑整(zheng)流器輸(shu)出是(shi)壹(yi)種(zhong)增(zeng)長趨(qu)勢(shi)。因此(ci)，現代矽半導(dao)體(ti)整(zheng)流器導(dao)致了硒基整(zheng)流器、機(ji)械(xie)整(zheng)流器、氧(yang)化銅整(zheng)流器和真空管(guan)整(zheng)流器的(de)退出。

由(you)於(yu)高內(nei)阻(zu)，機(ji)械(xie)和真空管(guan)整(zheng)流器（用(yong)於(yu)陰(yin)極射線管(guan)）效(xiao)率低(di)下。然(ran)而，氧化銅和硒基整(zheng)流器比 SCR（矽控整(zheng)流器）具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的(de)瞬時(shi)電壓耐受(shou)性(xing)。與矽二(er)極管(guan)相比，這是(shi)壹(yi)個(ge)巨大(da)的(de)優勢(shi)。

（變(bian)壓器交(jiao)流電轉(zhuan)直(zhi)流電用二(er)極管(guan)橋(qiao)和電容）

2. 整(zheng)流器的(de)種類(lei)

單相和三(san)相整(zheng)流器。

在單相和三(san)相整(zheng)流器中，它們都(dou)經(jing)歷(li)半(ban)波整(zheng)流和全波整(zheng)流。

單相整(zheng)流器具(ju)有(you)交(jiao)流電源(yuan)的(de) 1 相主電源(yuan)輸(shu)入(ru)。結(jie)構(gou)非(fei)常簡單。它(ta)們需(xu)要壹(yi)個(ge)、兩個(ge)或四(si)個(ge)二(er)極管(guan)（取決(jue)於(yu)系統(tong)類(lei)型）。

對於(yu)單(dan)相交流電，會(hui)產(chan)生很(hen)高的(de)紋(wen)波系數(shu)。這是(shi)因為它(ta)的(de)二(er)極管(guan)連(lian)接(jie)到(dao)單(dan)相變(bian)壓器的(de)次(ci)級繞(rao)組(zu)。此(ci)外，它(ta)僅(jin)使(shi)用變(bian)壓器次(ci)級線(xian)圈(quan)的(de)單相進行(xing)整(zheng)流。

另壹(yi)方面(mian)，在三(san)相整(zheng)流器中，結(jie)構(gou)需(xu)要三(san)個(ge)或六(liu)個(ge)二(er)極管(guan)。當所(suo)有(you)二(er)極管(guan)都(dou)連接(jie)到(dao)變(bian)壓器次(ci)級繞(rao)組(zu)的(de)每(mei)壹(yi)相時，紋(wen)波電壓就會(hui)降低(di)。它(ta)進(jin)壹(yi)步(bu)創造了(le)高變(bian)壓器利(li)用率(lv)。

單相整(zheng)流器的(de)優點

• 適(shi)用於(yu)簡單結(jie)構(gou)

三(san)相整(zheng)流器的(de)優點

• 首(shou)先(xian)，在使(shi)用大(da)型(xing)系統(tong)時(shi)最受(shou)青睞

• 其(qi)次(ci)，它提供(gong)了(le)大(da)量的(de)電力

• 此(ci)外，不(bu)需(xu)要任何額外的(de)濾波器組(zu)件(jian)來(lai)降低(di) RF

• 高效且(qie)具(ju)有(you)更(geng)多 TUF

單相整(zheng)流器的(de)缺點

• 首(shou)先(xian)，它(ta)提供(gong)少(shao)量功(gong)率。

• 而(er)且(qie)，具(ju)有(you)較(jiao)低(di)的(de)變(bian)壓器利(li)用率(lv)（TUF）

(二(er)極管(guan))

半(ban)波和全波整(zheng)流器

在半波整(zheng)流中，整(zheng)流器完(wan)全阻(zu)斷了(le)壹(yi)半(ban)的(de)脈(mai)動輸(shu)入(ru)信(xin)號。然(ran)後，在每(mei)個(ge)完整(zheng)周(zhou)期中僅(jin)供(gong)應壹(yi)半(ban)。這意(yi)味著(zhe)壹(yi)半(ban)的(de)交流電源(yuan)被浪費(fei)了(le)。

半波整(zheng)流需(xu)要壹(yi)個(ge)二(er)極管(guan)單(dan)相電源(yuan)或三(san)個(ge)三(san)相電源(yuan)。整(zheng)流電壓的(de)平均電平是(shi)輸(shu)入(ru)電壓電平的(de)壹(yi)半(ban)。然(ran)而，正電壓具(ju)有(you)與(yu)輸(shu)入(ru)電壓相同的(de)峰值交流輸(shu)入(ru)電壓電平。 

有兩種設(she)計半波整(zheng)流器的(de)方法。例如(ru)，在第壹(yi)個(ge)模型(xing)中，交流電源(yuan)直(zhi)接(jie)與(yu)輸(shu)出的(de)負極端子(zi)相連。下壹(yi)個(ge)設(she)計將交流電源(yuan)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)到(dao)輸(shu)出的(de)正極端子(zi)。

好(hao)處(chu)

• 首(shou)先(xian)，它(ta)有壹(yi)個(ge)高電壓輸(shu)出

• 此(ci)外，它(ta)很(hen)便宜(yi)，因為它(ta)在電源(yuan)整(zheng)流中只使(shi)用壹(yi)個(ge)二(er)極管(guan)。

最後(hou)，它不(bu)需(xu)要電源(yuan)變(bian)壓器

全(quan)波整(zheng)流器

該(gai)整(zheng)流器反(fan)轉(zhuan)丟失(shi)或(huo)阻(zu)塞的(de)負輸(shu)入(ru)交流電源(yuan)信(xin)號。結(jie)果(guo)，它(ta)提高了輸(shu)出信(xin)號的(de)平均值。它還(hai)使(shi)輸(shu)入(ru)交流電壓波形(xing)頻(pin)率加(jia)倍(bei)，這是(shi)半橋(qiao)整(zheng)流器無(wu)法實現的(de)功能。並且，在產(chan)生的(de)波形(xing)中，輸(shu)入(ru)峰值和輸(shu)出峰值(zhi)是(shi)相等(deng)的(de)。

設(she)計全波整(zheng)流器的(de)兩種常(chang)用(yong)方法是(shi)：中心(xin)抽頭(tou)變(bian)壓器和二(er)極管(guan)橋(qiao)電路。它還(hai)可(ke)以用(yong)作(zuo)有(you)源(yuan)穩壓器，允(yun)許大(da)部(bu)分電流流向負(fu)載(zai)電路。

好(hao)處(chu)

• 首(shou)先(xian)，整(zheng)流效率(lv)高（81.2%）

• 其次(ci)，它具(ju)有(you)較(jiao)低(di)的(de) RF (0.48)

• 另外(wai)，具(ju)有(you)比較高的(de)TUF

缺點

• 首(shou)先(xian)，它(ta)需(xu)要壹(yi)個(ge)變(bian)壓器來(lai)運(yun)行

• 不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)，它承受來自(zi)交(jiao)流電源(yuan)的(de)相當大(da)的(de)內(nei)阻(zu)

• 最後(hou)，它使(shi)用可(ke)能很(hen)昂貴(gui)的(de)雙二(er)極管(guan)

構(gou)成因素： 

形(xing)狀(zhuang)因數(shu)是(shi)電流的(de) RMS 值與直(zhi)流輸(shu)出電流的(de)比值。

FormFactor = 當前(qian) DC 輸(shu)出電流的(de) RMS 值 Form Factor = 當前(qian) DC 輸(shu)出電流的(de) RMS 值。

全波整(zheng)流器的(de)外形系數(shu)為 1.11。

（半(ban)波整(zheng)流電路圖）

橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器

橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器是(shi)壹(yi)種(zhong)交流到(dao)直(zhi)流轉(zhuan)換器，可(ke)將主交(jiao)流輸(shu)入(ru)整(zheng)流為直(zhi)流輸(shu)出。橋式(shi)電路是(shi)用於(yu)為(wei)電氣(qi)設(she)備(bei)和電子(zi)元(yuan)件(jian)提供(gong)直(zhi)流電壓的(de)電源(yuan)中使(shi)用的(de)整(zheng)流器。簡單的(de)橋式(shi)整(zheng)流器通常使(shi)用負(fu)載(zai)電阻器。結(jie)果(guo)，這保證了流過它(ta)的(de)電流在整(zheng)個(ge)負半(ban)周(zhou)和正半周(zhou)中都是(shi)相等(deng)的(de)。橋式(shi)整(zheng)流器是(shi)電子(zi)電源(yuan)中最常(chang)見的(de)部(bu)件(jian)之(zhi)壹(yi)。

所(suo)述(shu)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器布置(zhi)具(ju)有(you)四(si)個(ge)相鄰二(er)極管(guan)，也(ye)稱(cheng)作(zuo)二(er)極管(guan)電橋。峰值(zhi)反(fan)向電壓是(shi)二(er)極管(guan)在負半周(zhou)以(yi)反(fan)向偏(pian)置(zhi)連(lian)接(jie)時(shi)的(de)最高記錄(lu)電壓。在正半周(zhou)期間(jian)，兩個(ge)二(er)極管(guan)處(chu)於(yu)導(dao)通點。剩(sheng)下的(de)壹(yi)對處(chu)於(yu)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流的(de)非(fei)導(dao)通位置(zhi)。整(zheng)流器輸(shu)出記錄(lu)發生(sheng)在負載(zai)電阻兩端。

橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器的(de)優點

• 壹(yi)、整(zheng)流效率(lv)更(geng)高（81.2%）

• 此(ci)外，它(ta)還(hai)降低(di)了(le)紋(wen)波電壓

• 在橋式(shi)整(zheng)流器操(cao)作(zuo)中不需(xu)要變(bian)壓器

• 此(ci)外，使(shi)用中心(xin)抽頭(tou)整(zheng)流器稱(cheng)重時具(ju)有(you)高 TUF

• 最後(hou)，它通過使(shi)用簡單的(de)濾波獲得高頻(pin)

缺點

• 首(shou)先(xian)，橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器結(jie)構(gou)成(cheng)本較(jiao)高，因為它(ta)使(shi)用四(si)個(ge)二(er)極管(guan)

• 由(you)於(yu)系統(tong)中的(de)電壓下降而降低(di)了(le)輸(shu)出電壓

• 再次(ci)，系統(tong)配(pei)置(zhi)相當復雜

• 最後(hou)，在較低(di)電壓下工作時，它(ta)會(hui)經(jing)歷(li)很(hen)大(da)的(de)內(nei)阻(zu)。

橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器很(hen)好(hao)。在第壹(yi)個(ge) AC 周(zhou)期中，二(er)極管(guan) D2 和 D4 正向偏(pian)置(zhi)，從(cong)而(er)導(dao)通。正電壓在 D2 的(de)陽極上(shang)，而(er) D4 的(de)陰極端子(zi)上(shang)有(you)負(fu)電壓。信(xin)號的(de)前(qian)半(ban)部(bu)分通過這兩個(ge)二(er)極管(guan)。在周(zhou)期的(de)後半段(duan)，二(er)極管(guan) D1 和 D3 正向偏(pian)置(zhi)，從(cong)而(er)導(dao)通。總體(ti)效(xiao)果(guo)是(shi)AC的(de)兩半可(ke)以通過。之(zhi)後(hou)，負(fu)半(ban)部(bu)分反(fan)轉(zhuan)，變(bian)成正數(shu)。

（橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器）

非(fei)受控整(zheng)流器和受控整(zheng)流器

不(bu)受控制(zhi)的(de)整(zheng)流器

名(ming)稱(cheng)不(bu)受(shou)控制(zhi)的(de)整(zheng)流器是(shi)指(zhi)為(wei)特(te)定(ding)交(jiao)流電源(yuan)提供(gong)固(gu)定(ding)直(zhi)流輸(shu)出電壓的(de)整(zheng)流器類(lei)型。非(fei)受控整(zheng)流器僅(jin)使(shi)用二(er)極管(guan)，並(bing)且可(ke)以是(shi)；全波控制(zhi)或(huo)半波控制(zhi)整(zheng)流器。然(ran)而，它們的(de)效率較低(di)，因為二(er)極管(guan)只能打(da)開(kai)或關(guan)閉。

可(ke)控整(zheng)流器

該(gai)電路使(shi)用晶(jing)閘管(guan)將交流電源(yuan)轉(zhuan)換為直(zhi)流電源(yuan)，以控制(zhi)負(fu)載(zai)的(de)電源(yuan)。半波可(ke)控整(zheng)流器由(you)單(dan)個(ge)可(ke)控矽（Silicon Controlled Rectifier）組成(cheng)。它(ta)們具(ju)有(you)與(yu)非(fei)受控整(zheng)流器相同的(de)設(she)計，但它們使(shi)用 SCR。半(ban)波控制(zhi)整(zheng)流器可(ke)限制(zhi)功(gong)率浪費(fei)，因為它(ta)們提供(gong)恒(heng)定(ding)功(gong)率(lv)控制(zhi)。

3. 整(zheng)流電路在電子(zi)產(chan)品中的(de)工作原(yuan)理(li)

整(zheng)流電路的(de)工作原(yuan)理(li)

整(zheng)流電路只需(xu)將交流電源(yuan)轉(zhuan)換為直(zhi)流電源(yuan)即可(ke)工作。它包(bao)括(kuo)跨系統(tong)互鎖(suo)的(de)二(er)極管(guan)，以(yi)創建電子(zi)向電源(yuan)設(she)備(bei)的(de)前(qian)向運(yun)動。當交流電流過整(zheng)流器電路時，二(er)極管(guan)會(hui)消(xiao)除交(jiao)流電源(yuan)的(de)負電壓擺(bai)幅(fu)。因此(ci)，它只留(liu)下正電壓。壹(yi)個(ge)簡單的(de)二(er)極管(guan)只允(yun)許壹(yi)個(ge)方向的(de)電流流動，阻(zu)止相反(fan)方向的(de)電流流動。

該(gai)圖像(xiang)描繪了來自(zi)整(zheng)流二(er)極管(guan)的(de)交流電壓波形(xing)。電流波形(xing)在電壓的(de)短暫增(zeng)加(jia)和無電壓周(zhou)期之間(jian)具(ju)有(you)交(jiao)替間(jian)隔。它(ta)是(shi)直(zhi)流電，因為它(ta)只有(you)正電壓。

（二(er)極管(guan)橋(qiao)圖）

4、整(zheng)流電路設(she)計註意(yi)事項

在任何電氣(qi)設(she)備(bei)中設(she)計整(zheng)流電路時，都(dou)需(xu)要考(kao)慮(lv)壹(yi)些預防(fang)措(cuo)施。為(wei)了澄(cheng)清(qing)起(qi)見，我們將討論影響(xiang)整(zheng)流器設(she)計選(xuan)擇(ze)的(de)最重要的(de)預防(fang)措(cuo)施。

正半周(zhou)期

在正半周(zhou)期間(jian)，陽極和陰極之間(jian)出現的(de)電壓為正。這意(yi)味著(zhe)二(er)極管(guan)是(shi)正向偏(pian)置(zhi)的(de)。假設(she)電路連接(jie)到(dao)壹(yi)個(ge)理想(xiang)二(er)極管(guan)並(bing)且額定(ding)功(gong)率(lv)是(shi)恒定(ding)的(de)。峰值電壓為 Vm，簡稱(cheng)為(wei)無(wu)壓降的(de)峰值電壓值。

但(dan)是(shi)，我們應該(gai)將某(mou)些二(er)極管(guan)上(shang)的(de)壓降視(shi)為具(ju)有(you) 0.7V（壓(ya)降）的(de)矽二(er)極管(guan)。只有(you)當施加(jia)的(de)輸(shu)入(ru)電壓超(chao)過(guo)閾(yu)值(zhi)電壓 (0.7V) 時，它(ta)才(cai)會(hui)正向偏(pian)置(zhi)。因此(ci)，電路開(kai)始導(dao)通。 

峰值(zhi)電壓 = Vm – 0.7V（電壓降）

負半周(zhou)期

它與(yu)負半(ban)周(zhou)不(bu)同(tong)，因為陽(yang)極和陰極之間(jian)出現的(de)電壓為負(fu)。整(zheng)流器電路中的(de)二(er)極管(guan)被(bei)反(fan)向偏(pian)置(zhi)，因此(ci)充(chong)當開(kai)路開(kai)關。它(ta)導(dao)致沒有電流流動。這導(dao)致輸(shu)出端的(de)電壓讀數(shu)為零(ling)。

而且，在負半周(zhou)，即使(shi)考(kao)慮(lv)使(shi)用的(de)二(er)極管(guan)，二(er)極管(guan)兩端的(de)電壓也(ye)是(shi)負的(de)。這意(yi)味著(zhe)輸(shu)出的(de)讀數(shu)仍為(wei) 0V。

電壓下降：

電源(yuan)電壓通常攜(xie)帶(dai)大(da)量功(gong)率。電流在通過電路時的(de)電勢(shi)的(de)部(bu)分功率損失(shi)稱(cheng)為(wei)電壓降。 

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

計算(suan)整(zheng)流器散(san)發的(de)熱量：

通常，這是(shi)由(you)於(yu)二(er)極管(guan)內(nei)出現電壓下降和電阻而在整(zheng)流過程(cheng)中損失(shi)的(de)熱量。因此(ci)，了解電路中使(shi)用的(de)特(te)定(ding)二(er)極管(guan)的(de)壓降很(hen)重要。 

Pheat（功率損耗）= Pmax（系統(tong)的(de)最大(da)輸(shu)出功率(lv)）/Eff（整(zheng)流模塊(kuai)的(de)效率）– Pmax（系統(tong)的(de)最大(da)輸(shu)出功率(lv)）。

峰值反(fan)向電壓：

PIV 是(shi)指(zhi)二(er)極管(guan)在反(fan)向偏(pian)壓(ya)下可(ke)以承受的(de)最大(da)電壓。因此(ci)，如(ru)果超(chao)過(guo)，二(er)極管(guan)可(ke)能會(hui)損(sun)壞(huai)。峰(feng)值(zhi)反(fan)向電壓等(deng)於(yu)輸(shu)入(ru)電壓。

峰值(zhi)反(fan)向電壓 (PIV) = 2Vs max = 2V smax。

5. 平滑電容器

平(ping)滑電容器是(shi)壹(yi)種(zhong)平衡信(xin)號供(gong)應變(bian)化的(de)系統(tong)。它(ta)們主(zhu)要應用於(yu)整(zheng)流器或(huo)電源(yuan)電壓之後(hou)。在半周(zhou)期期間(jian)，電容器充(chong)電和放電時會(hui)產(chan)生平(ping)滑過渡(du)。當電流流過正半周(zhou)時(shi)，就會(hui)發(fa)生(sheng)充(chong)電過程(cheng)。

帶(dai)平(ping)滑電容器的(de)全波整(zheng)流器

平(ping)滑電容器有(you)助於(yu)改善(shan)二(er)極管(guan)兩端的(de)不完整(zheng)輸(shu)出紋(wen)波。因此(ci)，平滑電容器通過二(er)極管(guan)並(bing)聯連(lian)接(jie)，以(yi)保持(chi)進入(ru)負載(zai)電路的(de)穩定(ding)電壓。

負載(zai)放置(zhi)落(luo)在全波橋(qiao)式(shi)整(zheng)流器的(de)輸(shu)出上(shang)。然(ran)後電容器增(zeng)加(jia)直(zhi)流輸(shu)出。結(jie)果(guo)，平(ping)滑電容器將整(zheng)流器的(de)紋(wen)波輸(shu)出轉(zhuan)換為更(geng)平(ping)滑的(de)直(zhi)流輸(shu)出。

紋(wen)波電壓與平(ping)滑電容器值(zhi)成反(fan)比。這兩個(ge)值的(de)關系是(shi)

V紋(wen)波= I負(fu)載(zai)/(fxC)

或(huo)者(zhe)，可(ke)以使(shi)用穩壓器集(ji)成電路來提供(gong)恒(heng)定(ding)的(de)直(zhi)流電源(yuan)。

5uF 平滑電容器

通過 5uF 平(ping)滑電容器的(de)電荷和電容因電路內(nei)的(de)連接(jie)而(er)異。對於(yu)並(bing)聯連(lian)接(jie)的(de)電容器，等(deng)效(xiao)電容將是(shi)電路中連接(jie)的(de)所(suo)有(you)電容器的(de)總和。 

50uF 平滑電容器

同(tong)樣(yang)，同樣(yang)的(de)原(yuan)理(li)也(ye)適(shi)用於(yu) 50uF 平(ping)滑電容器。並(bing)聯電路連接(jie)中的(de)電壓對於(yu)所(suo)有(you)電容器都(dou)是(shi)相同的(de)。然(ran)而，與 5uF 電容器相比，50uF 的(de)平滑電容器更(geng)強。

（電容器圖(tu)片）

六(liu)，結(jie)論

本文(wen)已(yi)經建立了(le)多(duo)種(zhong)使(shi)用整(zheng)流電路的(de)設(she)備(bei)。壹(yi)種(zhong)應用是(shi)電壓調節器，而(er)另壹(yi)種(zhong)常見(jian)用(yong)途包(bao)括(kuo)電源(yuan)組件(jian)和用於(yu)無(wu)線電信(xin)號的(de)調幅(fu)檢(jian)測器 (AMD)。該(gai)設(she)備(bei)在早期的(de)無線電接(jie)收(shou)器中也(ye)曾被(bei)普(pu)遍(bian)稱(cheng)為(wei)晶(jing)體檢(jian)測器。

我們希(xi)望(wang)本文(wen)能回答(da)您(nin)關(guan)於(yu)整(zheng)流電路的(de)所(suo)有(you)問(wen)題(ti)。請隨時(shi)與(yu)我們聯系，了解制(zhi)作(zuo)整(zheng)流器電路的(de)基本組(zu)件(jian)。期待(dai)為(wei)您(nin)的(de)項目提供(gong)幫(bang)助。