无控制和相控交流到直流转换器电路

关键的外卖

• 二极管的单向特性被用于不可控整流器。

• 交流到直流转换器中的可控硅允许控制传导时间或传导电压的相位。

• 相控交流到直流转换器电路用于牵引系统，电化学过程，磁铁电源，高压直流传输和直流电机驱动。

不受控制的交直流变换器

整流器，或AC到DC转换器，是目前最常用的电力电子电路。在交直流变换器电路中，电流和功率沿一个方向流动，称为单向变换器。交流到直流转换器根据所使用的转换电路类型，将50hz或60Hz的公用电力转换为受控直流或非受控直流。让我们讨论一下交流到直流转换电路在本文中。

交直流转换电路

在大多数国家，电能是以交流电压的形式提供的。有必要将交变电压转换为直流电压用于电子设备。当电子设备插入市电电源时，设备的内部结构包括一个交流到直流转换电路，将交流市电电源转换为直流电源。

AC - DC变换器是设备电源的一部分。通常，转换电路之前有一个升压或降压电源变压器。升压变压器将市电交流电压转换为高电压，而降压变压器产生低电压。一般来说，变压器有助于达到所需的直流电压水平。除了升压或降压动作外，变压器与主电源的隔离降低了触电的风险。

交直流变换器将交流电的谐波转换成直流电压。交直流转换电路根据其类型可以输出受控DC或非受控DC。在转换器之后，一个滤波电路被放置以平滑脉动直流。在大多数应用中，电压调节器被用来调节直流电压常数。

不受控制的交流到直流转换器

二极管的单向特性被用于不可控整流器。在不受控整流器中，整流输出电流和电压是应用输入的函数。当使用带二极管的交流到直流转换器进行转换时，输出电压电平不能改变。二极管整流电路的操作是基于PN结二极管的基本特性，当正向偏置时作为闭合开关进行，而当反向偏置时不作为打开开关进行。不考虑无控制整流器的类型，如半波整流器或全波整流器，电路工作原理保持相同。半波整流器和全波整流器均适用于单相和三相应用。

无控制半波AC - DC变换器利用一个二极管，仅将正半周AC转换为直流，而全波AC - DC变换器从正半周和负半周产生直流。全波AC - DC变换器类型，中心抽头整流器和桥式整流器，分别使用两个二极管和四个二极管。

从带二极管的交流到直流转换器的脉动直流输出应该是无波纹的。对于ripple-free直流电压，直流侧接大电容滤波器。电容器充放电以平滑脉动直流。电容器充电到输入电压的峰值，在半周期的峰值期间产生大电流，然后放电。在不受控制的AC到DC变换器中，电流流量可以在有限时间内为零，并且从市电电源中提取的电流会高度扭曲。这种畸变会导致功率因数差、电能浪费和高谐波成分。由于谐波标准是严格的这些天，使用简单的二极管AC到DC转换器电路是有限的，即使他们是便宜的。

相控交流到直流转换器

在不受控制的交直流变换器中，直流电压的电平取决于施加电压的峰值电压和频率。在可控的交直流转换电路中，可控硅整流器(scr)或晶闸管被用来代替二极管。交流到直流转换器中的可控硅允许控制传导时间或传导电压的相位。

scr是带有引脚的三端器件:阳极、阴极和栅极。带可控硅的相控AC - DC转换器在应用交流输入电压的0°相位角触发(或发射)时，就像二极管整流器一样。当栅极被触发时，可控硅导通，阳极到阴极电压必须为正。可以在输入交流电压的0°和180°相位之间启动门触发，从而可以控制可控硅的传导。根据可控硅的触发，输出直流电压的平均值发生变化，从而得到受控直流。

相控交流到直流转换器电路用于牵引系统，电化学过程，磁铁电源，高压直流传输和直流电机驱动。不考虑可控性，交直流转换电路设计在印刷电路板上。在相控AC - DC变换器的情况下，需要一个门驱动电路(控制电路)，并与变换器电路(功率电路)适当隔离。Cadence提供适当的PCB设计软件来设计电力电路以及住宅，商业和工业电力电子应用的控制电路。

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