深度剖析半波整流电路的工作原理

　　半波整流电路简介

　　市电（交流电网）需要经过电压变换、整流、滤波、稳定四个过程才能成为稳定的直流电。

　　利用二极管的单向电导率，将大小和方向随时间变化的工频交流电转换为单向脉动直流电的过程称为整流。半波整流后，由于丢弃了一半的交流电源，输出电压大约是原始电压的一半。例如，输入为24V交流电压。半波整流后，输出直流电压约为12V。

　　有时变压器、整流电路和滤波电路统称为整流器。

　　半波整流：变压器的次级绕组接在负载上，串联一个整流二极管，这就是半波整流。利用二极管的单向电导率，只有一半的周期有电流流过负载，另一半周期被二极管阻挡而没有电流。在该电路中，有一个直流分量流过变压器，这降低了变压器的效率;整流电流的脉动分量过大，对滤波电路要求高。仅适用于小电流整流电路。

　　图1.半波整流电路图

　　半波整流电路的工作原理

　　让我们看看二极管是如何从下图中的波形图进行整流的。

　　图2.半波整流波形

　　变压器二次电压e2是一种正弦波电压，其方向和幅度随时间变化。其波形如图5-2（a）所示。在0和K之间的时间里，e2是一个正半周期，即变压器的上端为正，下端为负。此时，二极管以正电压导通，e2通过它添加到负载电阻Rfz中。在π~2π内，e2为负半周期，变压器次级下端为正，上端为负。

　　此时，D承受反向电压而不导通，Rfz上没有电压。在π2π时，重复0π的过程;时间，并在3π4π的时间内，重复π2π时间的过程。这样重复，交流电的负半周期被“切断”，只有正半周期通过Rfz，在Rfz上获得一个向右（上正和下负）电压，如图（b）所示。然而，整流的目的是，负载电压Usc和负载电流的大小也随时间而变化，因此通常称为脉动直流。

　　这种去除半周期和图下半部分的整流方法称为半波整流。不难看出，半波整流理论是以“牺牲”一半的交流电换取整流效果为代价的，电流利用率很低（计算表明整流得到的半波电压在整个周期中的平均值，即负载直流电压Usc=0.45e2）因此常用于高压，

低电流场合，但很少用于一般无线电设备。

　　波形

　　图3.半波整流电路

　　在u2的负半周期（ωt =π~2π）中，二极管D因施加反向电压而被切断，RL上没有电流流动，RL上的电压为uL=0。整流波形如图所示。

　　可以看出，由于二极管的单向导通效应，流过负载电阻的电流是脉动电流，电压也是单向脉动电压，电压（输出直流分量）的平均值为

　　特点和应用

　　半波整流电路简单，元件少，但输出电压直流分量小（只有半波），脉动大，整流效率低。只适用于输出电流小、允许脉动大、要求低的场合。