电能以交流电压的形式方便地传输和转换。正是以这种形式交付给最终消费者。但是要为许多设备供电，您仍然需要恒定电压。
为什么我们在电气工程中需要整流器
将交流电压转换为直流电压的任务分配给整流器。该装置应用广泛，在无线电和电气工程中整流装置的主要使用领域有：
- 为电力设备（牵引变电站、电解厂、同步发电机的励磁系统）和大功率直流电机形成直流电；
- 电子设备的电源；
- 检测调制的无线电信号；
- 形成与输入信号电平成比例的恒定电压，用于构建自动增益控制系统。
整流器的全范围是广泛的，不可能在一篇评论的框架内列出。
整流器的工作原理
整流器件的工作是基于元素单面导电的特性。你可以用不同的方式做到这一点。工业应用的许多方式已成为过去，例如使用机械同步电机或电真空设备。现在使用的阀门在一个方向上传导电流。不久前，水银器件被用于大功率整流器。目前，它们实际上已被半导体（硅）元素所取代。
典型的整流电路
整流装置可以根据各种原理构建。在分析器件电路时，必须记住，任何整流器输出端的恒压只能有条件地调用。该节点产生一个脉动的单向电压，在大多数情况下必须通过滤波器进行平滑处理。一些消费者还需要稳定整流电压。
单相整流器
最简单的交流电压整流器是单个二极管。
它将正弦波的正半波传递给消费者，并“切断”负半波。
这种设备的范围很小 - 主要是， 开关电源整流器工作在相对较高的频率。虽然它会产生单向流动的电流，但它也有明显的缺点：
- 高纹波 - 要平滑并获得直流电，您将需要一个大而笨重的电容器；
- 降压（或升压）变压器功率使用不完全，导致所需重量和尺寸指标增加；
- 输出端的平均 EMF 小于供给 EMF 的一半；
- 增加了对二极管的要求（另一方面，只需要一个阀门）。
因此，更广泛 全波（桥）电路.
在这里，电流在一个方向上每个周期两次流过负载：
- 沿红色箭头指示的路径的正半波；
- 沿绿色箭头指示的路径的负半波。
负波并没有消失，而是也被利用了，所以输入变压器的功率得到了更充分的利用。平均 EMF 是二分之一波版本的两倍。纹波电流的形状更接近于直线，但仍需要一个平滑电容器。它的容量和尺寸将比前一种情况小，因为纹波频率是电源电压频率的两倍。
如果有一个变压器有两个相同的绕组可以串联或中间有一个抽头的绕组，则可以根据不同的方案构建一个全波整流器。
此选项实际上是半波整流器的双电路，但具有全波整流器的所有优点。缺点是需要使用特定设计的变压器。
如果变压器是在业余条件下制造的，按要求绕次级绕组没有障碍，但必须使用稍大的铁。但是不是4个二极管，而是只用了2个，这样就可以弥补重量和尺寸指标的损失，甚至获胜。
如果整流器是为大电流设计的，并且阀门必须安装在散热器上，那么安装一半数量的二极管可以显着节省成本。还应考虑到，这种整流器的内阻是组装在桥式电路中的整流器的两倍，因此变压器绕组的发热和相关损耗也会更高。
三相整流器
从前面的电路来看，按照类似原理组装的三相电压整流器是合乎逻辑的。
输出电压形状更接近于直线，纹波水平仅为14%，频率等于电源电压频率的三倍。
而这个电路的电源是半波整流器，所以很多缺点即使是三相电压源也无法克服。主要是变压器功率使用不完全，平均EMF为1.17⋅E2eff （变压器次级绕组的电动势有效值）。
最好的参数是三相桥式电路。
这里，输出电压纹波的幅度相同，为 14%，但频率等于输入交流电压的六角频率，因此滤波电容器的电容将是所有选项中最小的。并且输出 EMF 将是前一个电路的两倍。
该整流器与具有星形次级绕组的输出变压器一起使用，但是当与输出以三角形连接的变压器一起使用时，相同的阀组件的效率会低得多。
这里脉动的幅度和频率与前面的电路相同。但平均 EMF 比以前的方案要小。因此，这种夹杂物很少使用。
倍压整流器
可以构建一个输出电压为输入电压倍数的整流器。例如，有电压倍增的电路：
这里，电容器 C1 在负半周期充电，并与输入正弦波的正波串联切换。这种结构的缺点是整流器的负载能力低，以及电容器C2低于两倍电压值的事实。因此，这种电路在无线电工程中用于对幅度检测器的低功率信号进行倍频整流，作为自动增益控制电路中的测量元件等。
在电气工程和电力电子学中，使用了另一种版本的倍增方案。
根据拉图方案组装的倍增器具有很大的负载能力。每个电容器都处于输入电压之下，因此，在重量和尺寸方面，此选项也优于前一个选项。在正半周期间，电容器 C1 充电，在负半周期间 - C2。电容器串联连接，并且相对于负载 - 并联，因此负载两端的电压等于总和 充电电容器的电压.纹波频率等于电源电压频率的两倍，其值取决于 从能力的价值.它们越大，波纹越少。在这里，有必要找到一个合理的折衷方案。
该电路的缺点是禁止将负载端子之一接地 - 在这种情况下，二极管或电容器之一将被短路。
该电路可以级联任意次数。所以，重复两次包含的原理，你可以得到一个四倍电压的电路，等等。
电路中的第一个电容器必须承受电源电压，其余的 - 两倍的电源电压。所有阀门必须额定为双反向电压。当然，为了电路的可靠运行，所有参数必须有至少 20% 的余量。
如果没有合适的二极管，它们可以串联 - 在这种情况下，最大允许电压将增加 1 倍。但与每个二极管并联，必须连接均衡电阻。必须这样做，否则，由于阀门参数的分散，反向电压可能在二极管之间分布不均匀。结果可能是超过其中一个二极管的最大值。如果链的每个元件都用一个电阻分流（它们的值必须相同），那么反向电压的分布将完全相同。每个电阻的阻值应比二极管的反向电阻小10倍左右。在这种情况下，附加元件对电路运行的影响将最小化。
该电路中的二极管不太可能需要并联，这里的电流很小。但它在负载消耗大量功率的其他整流器电路中很有用。并联使通过阀门的允许电流成倍增加，但一切都破坏了参数的偏差。结果，一个二极管可以承受最大电流，但无法承受。为了避免这种情况，每个二极管串联一个电阻器。
选择电阻值，以便在最大电流下，其两端的电压降为 1 伏。因此，在 1 A 的电流下，电阻应为 1 ohm。在这种情况下，功率至少应为 1 瓦。
理论上，电压倍数可以无限增加。在实践中，应该记住这种整流器的负载能力随着每增加一级而急剧下降。结果，您可能会遇到负载两端的电压降超过倍增因子并使整流器的操作变得毫无意义的情况。这个缺点是所有这些方案中固有的。
通常这种电压倍增器是作为具有良好绝缘性的单个模块生产的。例如，类似的设备被用于在电视或示波器中产生高压，其中阴极射线管作为监视器。使用扼流圈的倍增方案也是已知的，但它们尚未得到分配——绕组部件难以制造并且在操作中不是很可靠。
有很多整流电路。鉴于该节点的范围很广，有意识地接近电路的选择和元件的计算是很重要的。只有在这种情况下，才能保证长期可靠的运行。
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