深度剖析半波整流電路的工作原理

半波整流電路簡介

市電（交流電網）需要經過電壓變換、整流、濾波、穩定四個過程才能成為穩定的直流電。

利用二極管的單向電導率，將大小和方向隨時間變化的工頻交流電轉換為單向脈動直流電的過程稱為整流。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。

有時變壓器、整流電路和濾波電路統稱為整流器。

半波整流：變壓器的次級繞組接在負載上，串聯一個整流二極管，這就是半波整流。利用二極管的單向電導率，只有一半的周期有電流流過負載，另一半周期被二極管阻擋而沒有電流。在該電路中，有一個直流分量流過變壓器，這降低了變壓器的效率;整流電流的脈動分量過大，對濾波電路要求高。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，其方向和幅度隨時間變化。其波形如圖5-2（a）所示。在0和K之間的時間里，e2是一個正半周期，即變壓器的上端為正，下端為負。此時，二極管以正電壓導通，e2通過它添加到負載電阻Rfz中。在π~2π內，e2為負半周期，變壓器次級下端為正，上端為負。

此時，D承受反向電壓而不導通，Rfz上沒有電壓。在π2π時，重復0π的過程;時間，并在3π4π的時間內，重復π2π時間的過程。這樣重復，交流電的負半周期被“切斷”，只有正半周期通過Rfz，在Rfz上獲得一個向右（上正和下負）電壓，如圖（b）所示。然而，整流的目的是，負載電壓Usc和負載電流的大小也隨時間而變化，因此通常稱為脈動直流。

這種去除半周期和圖下半部分的整流方法稱為半波整流。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的，電流利用率很低（計算表明整流得到的半波電壓在整個周期中的平均值，即負載直流電壓Usc=0.45e2）因此常用于高壓，

低電流場合，但很少用于一般無線電設備。

波形

圖3.半波整流電路

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

可以看出，由于二極管的單向導通效應，流過負載電阻的電流是脈動電流，電壓也是單向脈動電壓，電壓（輸出直流分量）的平均值為

特點和應用

半波整流電路簡單，元件少，但輸出電壓直流分量?。ㄖ挥邪氩ǎ?，脈動大，整流效率低。只適用于輸出電流小、允許脈動大、要求低的場合。