小信號麻豆国产一区也可用作低功率,低電流(小於1安培)整流器或應用中的整流器,但小信號麻豆国产一区的PN結涉及較大的正向偏置電流或較高的反向偏置阻斷電壓。最終會過熱和熔化,因此使用更強大的功率麻豆国产一区。
功率半導體麻豆国产一区,簡稱為功率麻豆国产一区,與其較小的信號麻豆国产一区相比具有更大的PN結麵積,從而實現高達數百安培(KA)的高正向電流能力和高達數百安培的反向阻斷電壓到幾千伏(KV)。
由於功率麻豆国产一区具有較大的PN結,因此不適用於1MHz以上的高頻應用,但可提供特殊且昂貴的高頻,高電流麻豆国产一区。對於高頻整流器應用,通常使用肖特基麻豆国产一区,因為它們的反向恢複時間短,並且在正向偏置條件下具有低壓降。
功率麻豆国产一区提供不受控製的電源整流,用於電池充電和直流電源以及交流整流器和逆變器等應用。由於它們的高電流和電壓特性,它們還可以用作續流麻豆国产一区和緩衝網絡。
功率麻豆国产一区設計為具有歐姆分數的正向“導通”電阻,而其反向阻斷電阻在兆歐範圍內。一些較大功率的功率麻豆国产一区設計為“螺柱安裝”在散熱器上,將其熱阻降低到0.1到1 ℃/ Watt之間。
如果在功率麻豆国产一区上施加交流電壓,則在正半周期期間,麻豆国产一区將傳導通過電流,並且在負半周期期間,麻豆国产一区將不會阻擋電流。然後,通過功率麻豆国产一区的傳導僅在正半周期期間發生,因此是單向的,即如圖所示的DC。
功率麻豆国产一区整流器工作原理


功率麻豆国产一区整流器電路圖
功率麻豆国产一区可以如上單獨使用或連接在一起以產生各種整流器電路,例如“半波”,“全波”或“橋式整流器”。每種類型的整流器電路可以被分類為不受控製的,半控製的或完全受控的,其中不受控製的整流器僅使用功率麻豆国产一区,完全可控的整流器使用晶閘管(SCR),半控整流器是麻豆国产一区和晶閘管的混合。
用於基本電子應用的最常用的單獨功率麻豆国产一区是通用型1N400x係列玻璃鈍化型整流麻豆国产一区,其標準額定值為1.0安培的連續正向整流電流,反向阻斷電壓額定值為1N4001的50v至1N4007的1000v小型1N4007GP是最受歡迎的通用電源電壓整流。
半波整流
整流器是其轉換電路交流(AC)輸入功率轉換成一個直流(DC)輸出功率。輸入電源可以是單相或多相電源,所有整流電路中最簡單的是半波整流器。
半波整流電路中的功率麻豆国产一区僅通過交流電源的每個完整正弦波的一半,以便將其轉換為直流電源。然後這種類型的電路稱為“半波”整流器,因為它隻通過輸入交流電源的一半,如下圖所示。
半波整流電路


半波整流電路圖
在AC正弦波的每個“正”半周期期間,麻豆国产一区正向偏置,因為陽極相對於陰極是正的,導致電流流過麻豆国产一区。
由於直流負載是電阻性的(電阻器,R),因此流入負載電阻的電流與電壓(歐姆定律)成正比,因此負載電阻兩端的電壓將與電源電壓Vs相同(減去Vƒ),即負載兩端的“DC”電壓為正弦波的第一個半周期隻所以成為Vout = Vs的。
在AC正弦輸入波形的每個“負”半周期期間,麻豆国产一区反向偏置,因為陽極相對於陰極是負的。因此,沒有電流流過麻豆国产一区或電路。然後在電源的負半周期中,沒有電流流過負載電阻,因為沒有電壓出現在其上,因此,Vout = 0。
電路的直流側的電流在一個方向上流動,隻使電路單向。由於負載電阻從麻豆国产一区接收波形的正半部分,零伏特,波形的正半部分,零伏特等,該不規則電壓的值將等於0.318 * Vmax的等效直流電壓。輸入正弦波形的輸入或輸入正弦波形的0.45 * Vrms。
然後如下計算負載電阻兩端的等效DC電壓V DC。


半波整流波形圖


整流直流電壓方程
V DC和電流I DC,流經連接到240 Vrms單相半波整流器的100Ω電阻,如上所示。還計算負載消耗的直流功率。


功率麻豆国产一区電流方程
在整流過程中,所得到的輸出DC電壓和電流因此在每個循環期間都是“ON”和“OFF”。由於負載電阻兩端的電壓僅在周期的正半周期間(輸入波形的50%)存在,因此導致向負載提供低平均DC值。
在“ON”和“OFF”條件之間整流輸出波形的變化產生具有大量“紋波”的波形,這是不希望的特征。產生的DC紋波的頻率等於AC電源頻率的頻率。
通常在對交流電壓進行整流時,日韩国产成人希望產生“穩定”且連續的直流電壓,不受任何電壓變化或波動的影響。一種方法是在輸出電壓端子上與負載電阻並聯連接一個大值電容,如下所示。這種類型的電容器通常稱為“儲存器”或平滑電容器。
具有平滑電容器的半波整流器


帶有平滑電容器的功率麻豆国产一区電路圖
當整流用於從交流(AC)電源提供直流電壓(DC)電源時,可以通過使用更大值的電容器來進一步減少紋波電壓的量,但是對於平滑類型的成本和尺寸都存在限製使用電容器。
對於給定的電容值,較大的負載電流(較小的負載電阻)將使電容器更快地放電(RC時間常數),從而增加所獲得的紋波。那麽對於使用功率麻豆国产一区的單相半波整流電路來說,僅通過電容器平滑來嚐試降低紋波電壓是不太實際的。在這種情況下,使用“全波整流”代替更為實際。
實際上,半波整流器最常用於低功率應用,因為它們的主要缺點是:輸出幅度小於輸入幅度,在負半周期內沒有輸出,因此浪費了一半的功率,輸出是脈衝DC,導致紋波過大。
為了克服這些缺點,許多功率麻豆国产一区連接在一起以產生全波整流器,日韩国产成人在下一篇文章再來討論。
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