深度剖析半波整流電路的工作原理

半波整流電路簡(jiǎn)介

市電（交流電網(wǎng)）需要經(jīng)過(guò)電壓變換、整流、濾波、穩(wěn)定四個(gè)過(guò)程才能成為穩(wěn)定的直流電。

利用二極管的單向電導(dǎo)率，將大小和方向隨時(shí)間變化的工頻交流電轉(zhuǎn)換為單向脈動(dòng)直流電的過(guò)程稱(chēng)為整流。半波整流后，由于丟棄了一半的交流電源，輸出電壓大約是原始電壓的一半。例如，輸入為24V交流電壓。半波整流后，輸出直流電壓約為12V。

有時(shí)變壓器、整流電路和濾波電路統(tǒng)稱(chēng)為整流器。

半波整流：變壓器的次級(jí)繞組接在負(fù)載上，串聯(lián)一個(gè)整流二極管，這就是半波整流。利用二極管的單向電導(dǎo)率，只有一半的周期有電流流過(guò)負(fù)載，另一半周期被二極管阻擋而沒(méi)有電流。在該電路中，有一個(gè)直流分量流過(guò)變壓器，這降低了變壓器的效率;整流電流的脈動(dòng)分量過(guò)大，對(duì)濾波電路要求高。僅適用于小電流整流電路。

圖1.半波整流電路圖

半波整流電路的工作原理

讓我們看看二極管是如何從下圖中的波形圖進(jìn)行整流的。

圖2.半波整流波形

變壓器二次電壓e2是一種正弦波電壓，其方向和幅度隨時(shí)間變化。其波形如圖5-2（a）所示。在0和K之間的時(shí)間里，e2是一個(gè)正半周期，即變壓器的上端為正，下端為負(fù)。此時(shí)，二極管以正電壓導(dǎo)通，e2通過(guò)它添加到負(fù)載電阻Rfz中。在π~2π內(nèi)，e2為負(fù)半周期，變壓器次級(jí)下端為正，上端為負(fù)。

此時(shí)，D承受反向電壓而不導(dǎo)通，Rfz上沒(méi)有電壓。在π2π時(shí)，重復(fù)0π的過(guò)程;時(shí)間，并在3π4π的時(shí)間內(nèi)，重復(fù)π2π時(shí)間的過(guò)程。這樣重復(fù)，交流電的負(fù)半周期被“切斷”，只有正半周期通過(guò)Rfz，在Rfz上獲得一個(gè)向右（上正和下負(fù)）電壓，如圖（b）所示。然而，整流的目的是，負(fù)載電壓Usc和負(fù)載電流的大小也隨時(shí)間而變化，因此通常稱(chēng)為脈動(dòng)直流。

這種去除半周期和圖下半部分的整流方法稱(chēng)為半波整流。不難看出，半波整流理論是以“犧牲”一半的交流電換取整流效果為代價(jià)的，電流利用率很低（計(jì)算表明整流得到的半波電壓在整個(gè)周期中的平均值，即負(fù)載直流電壓Usc=0.45e2）因此常用于高壓，

低電流場(chǎng)合，但很少用于一般無(wú)線(xiàn)電設(shè)備。

波形

圖3.半波整流電路

在u2的負(fù)半周期（ωt =π~2π）中，二極管D因施加反向電壓而被切斷，RL上沒(méi)有電流流動(dòng)，RL上的電壓為uL=0。整流波形如圖所示。

可以看出，由于二極管的單向?qū)ㄐ?yīng)，流過(guò)負(fù)載電阻的電流是脈動(dòng)電流，電壓也是單向脈動(dòng)電壓，電壓（輸出直流分量）的平均值為

特點(diǎn)和應(yīng)用

半波整流電路簡(jiǎn)單，元件少，但輸出電壓直流分量?。ㄖ挥邪氩ǎ?，脈動(dòng)大，整流效率低。只適用于輸出電流小、允許脈動(dòng)大、要求低的場(chǎng)合。