【模拟电路】半波整流、全波整流、桥式整流

目录

概念

常见的整流电路

半波整流

全波整流

桥式整流

电压波动大而加入电容滤波

概念

整流 ：将一个交流变成一个直流，这个动作就叫整流。

但是会发现直流不直。

交流 ：电流方向和大小随时间作周期性变化的电流

直流 ：电流方向始终保持不变的电流，但是大小是可以改变的。

常见的整流电路

常见的整流电路为半波整流，全波整流和桥式整流。

半波整流

半波整流就只有一个二极管串联在电路中。

• 在0到Π时间内，正弦波为正半周即及变压器A端为正，B端为负，此时二极管承受正向电压面导通U2，通过它加在负载电阻RL上；
• 在Π到2Π时间内，U2为负半周，B端为正，A端为负，这时二极管承受反向电压不导通，而RL上无电压。

这样反复下去，交流电的负半周就被消掉了，只有正半周通过RL，在RL上获得了一个单向电压。

在负载电路上得到的平均值电压为输入正弦电压有效值的0.45，流过二极管D的平均电流等于负载的平均电流，二极管的承受的反向电压是U2的最大值。

全波整流

全波整流比半波整流多一个二极管，需求变压器要有中心抽头。

• 在0到Π之间内，U2A对D1为正向电压，D1导通在R上得到上正下负的电压，U2B对D2为反向电压，D2不导通；
• 在Π到2Π时间内，U2B对D2为正向电压，D2导通，在负载上得到的仍然是上正下负的电压，U2A对D1为反向电压，D1不导通，以此往复。

从输出波形来看，全波整流每个时期都有电流流过，因此输出的平均电压是半波整流的两倍，也就是正弦电压有效值的0.9倍，两个二极管正负半周在单独工作，流过二极管的电流为流过负载电流平均值的一半，二极管截止的时候，所承受的电压是整个次级输出的电压，而中心抽头那里相当于是中间电位，上端就是U2的最大值，下端就是U2的最小值，所以二极管承受的反向电压是两倍U2最大值。

桥式整流

桥式整流又比全波整流多两个二极管，但是不需要变压器中心抽头和半波整流一样。

• 输入电压U2为正半周时，对D2D3加正向电压，D2D3导通，对D1加反向电压，由于经过了D2，那么到达D4正极时，D4的正极电位是小于等于U2的，所以D1D4截止，电路中构成U2-D2-RL-D3通电回路，在RL上形成上正下负的半波整流电压；
• 输入电压U2为负半周时，对D1D4加正向电压，D1D4导通，对D2D3加反向电压，D2D3截至，电路中构成U2-D1-RL-D4通电回路，同样在RL上形成上正下负的另外半波的整流电压。

如此重复下去 ，其波形与全波整流一样所以平均电压是正弦电压有效值的0.9倍 ，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于U2的最大值 ，比全波整流电路小一半，跟半波整流一样，流过二极管的电流为流过负载电流的一半。

电压波动大而加入电容滤波

半波全波桥式整流得到的电压波动太大，不能用于供电，所以需要加入电容进行滤波。

对于半波整流在正半周期上升期，二极管导通其电流向电容器充电，二极管导通理想状态下就像开关一样，阻抗很小，电容器充电时间就很小，输出的波形几乎跟输入波形一致，当输入波形达到峰值时，输出电压也就是电容充到的电压也达到了峰值，当输入电压U2下降时，电容器上的电压暂时保持在其峰值，因为电容两端电压不能突变，所以二极管处于反向截止状态，电容器上的电压通过负载缓慢放电，由于U2变到第二个正半周上升期并使二极管重新导通，再向电容器充电，输出的电压又随U2升高，再次达到峰值，这样重复下去。

对于全波和桥式整流电容滤波过程与半波一样，只是相同容量纹波会小，因为放电时间变短一半。