整流器

整流器是一种电气设备，可将周期性反转方向的交流电 (AC) 转换为仅沿一个方向流动的直流电 (DC)。 反向操作由逆变器执行。

这个过程被称为整流，因为它拉直了电流的方向。 在物理上，整流器有多种形式，包括真空管二极管、湿化学电池、汞弧阀、铜和硒氧化物板组、半导体二极管、可控硅整流器和其他硅基半导体开关。 历史上，甚至使用了同步机电开关和电动发电机组。 早期的无线电接收器，称为晶体收音机，使用猫须状细线压在方铅矿（硫化铅）晶体上作为点接触整流器或晶体检测器。

整流器有很多用途，但经常被发现用作直流电源和高压直流输电系统的组件。 除了产生用作电源的直流电之外，整流还可以起到其他作用。 如前所述，整流器可以用作无线电信号的检测器。 在燃气加热系统中，火焰整流用于检测火焰的存在。

根据交流电源的类型和整流电路的布置，输出电压可能需要额外的平滑以产生均匀稳定的电压。 整流器的许多应用，例如收音机、电视和计算机设备的电源，都需要稳定恒定的直流电压（由电池产生）。 在这些应用中，整流器的输出由一个电子滤波器平滑，该滤波器可以是电容器、扼流圈或一组电容器、扼流圈和电阻器，后面可能还有电压调节器以产生稳定的电压。

执行相反功能（即将直流电转换为交流电）的更复杂电路称为逆变器。

在开发硅半导体整流器之前，使用的是真空管热电子二极管和氧化铜或硒基金属整流器堆。 随着半导体电子学的引入，真空管整流器已经过时了，除了一些真空管音响设备的爱好者。 对于从极低电流到极高电流的功率整流，广泛使用各种类型的半导体二极管（结型二极管、肖特基二极管等）。

具有控制电极以及用作单向电流阀的其他设备用于需要不仅仅是简单整流的地方 - 例如，需要可变输出电压的地方。 大功率整流器，例如用于高压直流输电的整流器，使用各种类型的硅半导体器件。 这些是晶闸管或其他受控开关固态开关，它们有效地起到二极管的作用，仅在一个方向上传递电流。

整流器电路可以是单相或多相的。 大多数用于家用设备的小功率整流器是单相的，但三相整流器对于工业应用和作为直流电 (HVDC) 的能量传输非常重要。

在单相电源的半波整流中，交流波的正半波或负半波通过，而另一半被阻断。 因为只有一半的输入波形到达输出端，所以平均电压较低。 半波整流需要在单相电源中使用一个二极管，或在三相电源中使用三个二极管。 整流器产生单向但脉动的直流电； 半波整流器产生的纹波比全波整流器大得多，并且需要更多的滤波来消除输出中交流频率的谐波。

对于正弦输入电压，理想半波整流器的空载输出直流电压

Vdc、Vav——直流或平均输出电压，Vpeak，相输入电压的峰值，Vrms，输出电压的均方根（RMS）值。

全波整流器在其输出端将整个输入波形转换为恒定极性（正或负）之一。 在数学上，这对应于xxx值函数。 全波整流将输入波形的两个极性转换为脉动 DC（直流电），并产生更高的平均输出电压。 需要两个二极管和一个中心抽头变压器，或桥式配置中的四个二极管和任何交流电源（包括没有中心抽头的变压器）。