ปรอทอาร์ก

อุปกรณ์เรียงกระแส ที่ใช้ในระบบสายส่งกระแสตรงความดันสูง(HVDC) และกระบวนการทาง อุตสาหกรรม ระหว่างปี 1909-1975 คือวาล์วปรอทอาร์ก อุปกรณ์ถูกบรรจุอยู่ในภาชนะแก้วโป่งหรืออ่างโลหะขนาดใหญ่ ขั้วหนึ่งเป็นแคโทดจะจมอยู่ในกองของปรอทเหลว ที่ด้านล่างของอ่าง และอีกขั้วหนึ่งเป็นกราไฟท์ความบริสุทธิ์สูง ที่เรียกว่า anodes จะ แขวนอยู่เหนือกองปรอทเหลวนั้น อาจจะมีขั้วไฟฟ้าเสริมหลายตัวเพื่อ ช่วยในการเริ่มต้น และรักษาระดับการอาร์ก เมื่อการอาร์กไฟฟ้าเกิดขึ้น ระหว่างแคโทดและ แอโนด กระแสของอิเล็กตรอนจะไหลจาก แคโทด ไป anodes ผ่านปรอทที่แตกตัวเป็นไอออน แต่ไม่ไหลในทางตรงกันข้าม (ในหลักการ นี้คือการทำงานที่พลังงานสูงที่ทำให้เกิดเปลวไฟได้, ซึ่งใช้คุณสมบัติของพลาสม่าของการส่งกระแสทางเดียวแบบเดียวกันที่โดยธรรมชาติแล้วทำให้เกิดเปลวไฟ)

อุปกรณ์เหล่านี้สามารถนำมาใช้ที่พลังงานในระดับหลายร้อยกิโลวัตต์ และอาจถูกสร้างขึ้นมาเพื่อรับมือกับกระแส AC 1-6 เฟส ตัวเรียงกระแสปรอทอาร์กถูกแทนที่ด้วยซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์และ วงจรเรียงกระแสพลังงานสูงด้วย thyristor ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 ตัวเรียงกระแสปรอทอาร์กที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่เคยสร้างมา ได้รับการติดตั้งในโครงการไฮโดรแห่งแม่น้ำเนลสันมลรัฐแมนิโทบา ซึ่งเป็นแบบ Bipole HVDC มีความสามารถรวมมากกว่า 1 GW และ 450 kV[8][9].

หลอดอิเล็กตรอนก๊าซอาร์กอน

ตัวเรียงกระแส Tungar ของบริษัท General Electric เป็นอุปกรณ์หลอดอิเล็กตรอนก๊าซอาร์กอน ที่มีไส้หลอดทังสเตนเป็นขั้วลบและ ปุ่มคาร์บอนเป็นขั้วบวก มันทำงานคล้ายกับหลอดสุญญากาศไดโอด thermionic แต่ก๊าซในหลอดจะแตกตัวเป็นไอออน ในระหว่างการนำกระแสไปข้างหน้า ทำให้มันมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำมาก มันจึงสามารถเรียงกระแสที่แรงดันไฟฟ้าต่ำได้ มันถูกใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ และการใช้งานที่คล้ายกันตั้งแต่ ปี ค.ศ. 1920 จนกระทั่งตัวเรียงกระแสโลหะที่ต้นทุนต่ำกว่าและหลังจากนั้นสารกึ่งตัวนำไดโอดเข้ามาแทนที่ ตัวเรียงกระแสแบบนี้สามารถสร้างแรงดันได้ไม่กี่ร้อยโวลต์และไม่กี่แอมแปร์ และในบางจะทำงานคล้ายกับหลอดไฟส่องสว่างแบบมีใส้ที่มีขั้วไฟฟ้าเพิ่มเท่านั้น

0Z4 เป็นหลอดเรียงกระแสแบบเติมก๊าซที่ใช้กันทั่วไปในวิทยุติดรถยนต์ที่ใช้หลอดสูญญากาศ ในช่วงปี 194X และ 195X มันเป็นหลอด rectifier แบบเต็มคลื่นธรรมดาที่มีสอง anodes และ หนึ่งแคโทด แต่ก็ไม่ซ้ำกับไครที่ว่า มันไม่มีใส้หลอด (มันจึงมีเลข"0"ที่บอกตัวเลขของชนิด นำหน้า) ขั้วไฟฟ้าถูกทำให้มีรูปร่างแบบว่า แรงดันไฟฟ้า breakdown กลับทางจะสูงกว่า แรงดันไฟฟ้า breakdown ไปข้างหน้ามากๆ เมื่อไรก็ตามที่แรงดันไฟฟ้า breakdown เกิน, 0Z4 จะเปลี่ยนสถานะไปเป็น ความต้านทานต่ำที่มี แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมไปข้างหน้าประมาณ 24 โวลต์

หลอดสูญญากาศ (วาล์ว)

หลอดสุญญากาศไดโอด thermionic เดิมเรียกว่าเฟลมมิ่งวาล์ว ถูกคิดค้นโดยจอห์น แอมโบรส เฟลมมิ่ง ในปี 1904 เพื่อเป็นเครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุในเครื่องรับวิทยุและพัฒนาเป็นตัวเรียงกระแสทั่วไป ประกอบด้วยหลอดแก้วสุญญากาศที่มีไส้หลอดทำให้ร้อนจากกระแสที่แยกต่างหาก และขั้วบวกแผ่นโลหะ ไส้หลอดปล่อยอิเล็กตรอนแบบ thermionic (เอดิสันเอฟเฟค)ที่ถูก ค้นพบโดย โทมัส เอดิสัน ในปี 1884 และแรงดันบวกบนจานทำให้เกิดกระแสของอิเล็กตรอน ไหล จากใส้หลอดไปที่จาน เนื่องจากใส้หลอดเท่านั้นที่ผลิตอิเล็กตรอน หลอดจึงมีกระแสไหล ในทิศทางเดียวเท่านั้น หลอดจึงเรียงกระแสสลับให้เป็นกระแสตรงได้

ตัวเรียงกระแสไดโอดหลอดสูญญากาศถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งจ่ายไฟใน ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่ใช้หลอดสูญญากาศ เช่นเครื่องอัดเสียง วิทยุ และโทรทัศน์ ตัวอย่างเช่นเครื่องรับวิทยุของ ออลอเมริกันไฟฟ์, เพื่อให้แรงดันจาน DC สูง ที่จำเป็นสำหรับหลอดสูญญากาศอื่นๆ ตัวเรียงกระแสสูญญากาศถูกสร้างสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก เช่นแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงสำหรับหลอดรังสีแคโทดของเครื่องรับโทรทัศน์ และ kenotron ที่ใช้สำหรับจ่ายไฟในอุปกรณ์เอ็กซ์เรย์ อย่างไรก็ตามตัวเรียงกระแสสูญญากาศมีความต้านทานภายในสูง เนื่องมาจากประจุในพื้นที่ว่างซึ่งไปทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมมีค่าสูง และมีผลทำให้เกิดความร้อนสูงและประสิทธิภาพจึงต่ำ อุปกรณ์นี้แทบจะไม่สามารถรับมือกับกระแสเกิน 250 mA เนื่องจากขีดจำกัดของการกระจายพลังงานความร้อนของแผ่นจาน และไม่สามารถใช้ กับงานแรงดันต่ำ เช่นชาร์จแบตเตอรี่ ข้อจำกัดของหลอดสุญญากาศอีกประการหนึ่งคือแหล่งจ่ายไฟของใส้หลอดมักจะต้องเตรียมการเป็นพิเศษเพื่อกันมันให้ห่างจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงของวงจรเรียงกระแส