热合机高压整流器的设计原则

1、热合机高压整流电路的选择原则

对于功率设备，可采取单相供电，而功率大于2千瓦以上的设备，都应该采用三相供电，这有利于供电网路的平衡。单相整流可采用全波或桥式整流电路，三相整流都采用桥式整流电路。采用桥式整流电路的优点是：变压器没有直流磁化，因此利用率高，整流元件承受的反向电压最小，输出的电压波形的频率高，从而又降低了对滤波元件的要求和由于输出波形的要求和减小元件尺寸。

最常用的整流电路及简要计算公式列于表7-1中。

2、整流元件的选择原则

在热合机高压整流器中，广泛采用以下几种整流元件：

1） 充气直流二极管；

2） 充气闸流管；

3） 硅整流二极管或硅堆；

4） 可控硅堆；

其中闸流管一般及了控硅管用于输出的电压可调的热合机整流器中。

充气整流管一般的汞气。如果在二级管中加入一个栅极，用栅压来控制其电流导通的间，则成为闸流管。这两类元件有如下特点：它们都是热阴极的离子器元件，都需要灯丝变压器，这就既增加了成本，也降低了热合机整流器的总效率；在每次接通高压之前，必须对灯丝预热10-30分钟，所以不能瞬时起动；为了保证管子正常工作，要求灯丝电压的变化不超过±5%，周围环境保持在+15—35℃的范围内；并且不宜用在受震动或经常移动的场合。其优点是：充气管的单只所耐的反向电压较高，耐过流和过电压冲击的能力较强。

近年来，由于半导体器件制造工艺的发展生产了大量耐高反压的大电流硅整流元件。特别是出现可热合机控硅管，不但可以代替闸流管作可控整流，而且在自动化方面也获得可广泛的应用。硅整流二极管及可热合机控硅管在应用上具有如下特点：它们不需要加热灯丝，不需要灯丝变压器，使用简便，效率高，并可以瞬时起动；对周围的环境温度要求较宽，元件牢固，耐震动冲击，重量轻，寿命长维护简便。其缺点是：单只硅元件耐反压不很高，一般要多个元件串联使用，为此又必须增加均压的电阻电容元件；硅元件的过荷能力较差，必须设置各种吸收过的电压的装置和过流快保护装置。

硅整流元件由于有一系列的优点，其应用日益广泛，并将逐步代替充气热合机整流元件。我们在选取整流元件时，，一般优先考虑采用硅元件。计算整流元件的额定电流和承受的最高反向电压。

3、滤波电路的考虑原则

在高频设备中，因为对输出直流电压的波纹系数要求不高，一般是不需要加滤波电路的，但在特殊应用的场合，如等离子焰加热设备中，为了保持等离子焰的稳定，则必须加进滤波电路。

滤波电路一般采用电感输入式。这种电路不象电容输入式那样，有很大的充电电流以致整流元件过荷，并且它输出电压受负载电流的影响小，电压调整率高。

常用的滤波电路及其平滑系数可参考表7-2.按照热合机整流电路波纹系数以及所要求的直流输出波纹系数，算出滤波电路的平滑系数，就可选合适的滤波元件参数了。

4、结构设计的参考原则

为了防止高频振荡的干扰，整流器必须和振荡器用金属板隔开，直流输出端要加高频滤波网络，以提高工作稳定性。整流器整体结构必须固定，应具有足够的机械强度。元件要合理安排；控制按钮及操作机构应装在面板上；熔断器、接触器应装在易于检修的地方；充气整流管应装在机门观察窗附近。各高压元件之间以及它们对地之间要有足够的距离或可靠的绝缘，，以提高工作的可靠性。如果内部有发热量较大的元件时，还有注意整流器的通风散热。