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整流器在电力电子技术中的作用

菜鸟
2013-08-21 14:55:54    评分

  整流器在电力电子技术中的作用

  社会经济在发展,同时电力电子技术也在飞速发展,而电力电子技术中整流器是不可被忽略的重要器件之一,下面我们主要讲一下整流器在电力电子技术中的作用。

  整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;第二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用。

  镇流器和整流器的作用有何区别

  把交流电变成直流电的设备就称为整流器。

  按照所采用的整流器件,可分为机械式、电子管式和半导体式几类。 电感镇流器是一个铁芯电感线圈,电感的性质是当线圈中的电流发生变化时,则在线圈中将引起磁通的变化,从而产生感应电动势,其方向与电流的方向相反,因而阻碍着电流变化。

  整流器大功率整流电源要求整流器的电流容量大、击穿电压高、散热性能好,但这种器件的结面积大、结电容大,因而工作频率很低,一般在几十千赫以下。硅材料的禁带宽度较大,导热性能良好,适于制作大功率整流器件。在耐高压的整流装置中常采用高压硅堆,它由多个整流器件的管芯串联组成,其反向耐压由管芯的耐压及串联管芯数决定,最高耐压可达几百千伏。如果高频整流电路用于很高频率下,当交流电压的周期与整流器通态到关态的恢复时间相当时,整流器对高频电压不再起整流作用。为适应高频工作的需要,通常在硅整流器中采用掺金的方法,以缩短注入少数载流子的寿命,从而达到减小恢复时间的目的。

  为了减小器件因过压击穿造成损坏的可能性和提高整流装置的可靠性,可采用硅雪崩整流器。在这种器件中,当反向电压超过允许峰值时,在整个PN结上发生均匀的雪崩击穿,器件可工作在高压大电流下,故能承受相当大的反向浪涌功率。制作这种器件时要求材料缺陷少,电阻率均匀,结面平整,外露结区还应进行适当保护,避免发生表面击穿。硒整流器的抗过载容量大,承受反向浪涌功率的能力也较强。

  目前,业界推出的节能灯和电子镇流器专用三极管都十分注重对贮存时间的控制。因为贮存时间ts过长,电路的振荡频率将下降,整机的工作电流增大易导致三极管的损坏。虽然可以调整扼流圈电感及其他元器件参数来控制整机功率,但ts的离散性,将使产品的一致性差,可靠性下降。例如,在石英灯电子变压器线路中,贮存时间太大的晶体管可能引起电路在低于输出变压器工作极限的频率振荡,从而造成每个周期的末端磁芯饱和,这使得晶体管Ic在每个周期出现尖峰,最后导致器件过热损坏(图3)。

  如果同一线路上的两个三极管贮存时间相差太大,整机工作电流的上下半波将严重不对称,负担重的那只三极管将容易损坏,线路也将产生更多的谐波和电磁干扰。  实际使用表明,严格控制贮存时间ts并恰当调整整机电路,就可以降低对hFE参数的依赖程度。还值得一提的是,在芯片面积一定的情况下,三极管特性、电流特性与耐压参数是矛盾的,中国市场曾经用BUT11A来做220V40W电子镇流器,其出发点是BVceo、BVcbo数值高,但是目前绝大部分电子镇流器线路中,已经没有必要过高选择三极管的电压参数。

  所有整流器类别中最简单的是二极管整流器。在最简单的型式中,二极管整流器不提供任何一种控制输出电流和电压数值的手段。为了适用于工业过程,输出值必须在一定范围内可以控制。通过应用机械的所谓有载抽头变换器可以完成这种控制。作为典型情况,有载抽头变换器在整流变压器的原边控制输入的交流电压,因此也就能够在一定范围内控制输出的直流值。通常有载抽头变换器与串联在整流器输出电路中的饱和电抗器结合使用。通过在电抗器中引入直流电流,使线路中产生一个可变的阻抗。因此,通过控制电抗器两端的电压降,输出值可以在比较窄的范围内控制。





关键词: 整流器     电力     电子技术     中的     作用     器件     整流    

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