全波整流电路图大全（六款全波整流电路设计原理图详解）

全波整流电路图（一）

如图所示，全波整流电路只需二只整流二极管，但电源变压器却需要有带中心抽头的两组相同电压的绕组。利用带中心抽头的变压器，使它们在交流电的正半周和负半周分别向RL供给同一方向的电流，从而构成全波整流电路。

设交流电在正半周时，变压器输出电压极性为上正下负，上半绕组电源经D1、R、中心抽头形成回路，而下半绕组不通，此时D1导通D2不导通，电流ID1经RL成回路；在负半周时，电压极性与前相反，可知D2导通而D1不导通，ID2以相同方向经RL成回路，由此在负载上得到的是正负两个半周都有整流输出的波形，故称为全波整流。这时经整流的直流（平均值）电压为半波整流的两倍，而且脉动情况也有一定的改善，这种整流电路的缺点是每组线圈只有一半的时间通过电流，所以变压器的利用率不高。

全波整流电路图（二）

全波整流电路如图Z0703所示。它是由次级具有中心抽头的电源变压器Tr、两个整流二极管D1、D2和负载电阻RL组成。变压器次级电压u21和u22大小相等，相位相反，即

u21=-u22=

式中，U2是变压器次级半边绕组交流电压的有效值。

全波整流电路的工作过程是：在u2的正半周（ωt=0~π）D1正偏导通，D2反偏截止，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压与u21相同。

在u2的负半周（ωt=π~2π），D1反偏截止，D2正偏导通，RL上也有自上而下的电流流过，

RL上的电压与u22相同。可画出整流波形如图Z0704所示。可见，负载凡上得到的也是一单向脉动电流和脉动电压。其平均值分别为：

加在二极管两端的最高反向电压为

选择整流二极管时，应以此二参数为极限参数。

全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要求输出电压不太高的场合。

全波整流电路图（三）

图1

桥式整流电路，也可认为它是全波整流电路的一种，变压器绕组按图1方法接四只二极管。D1～D4为四只相同的整流二极管，接成电桥形式，故称桥式整流电路。利用二极管的导引作用，使在负半周时也能把次级输出引向负载。具体接法如图所示，从图中可以看到，在正半周时由D1、D2导引电流自上而下通过RL，负半周时由D3、D4导引电流也是自上而下通过RL，从而实现了全波整流。在这种结构中，若输出同样的直流电压，变压器次级绕组与全波整流相比则只须一半绕组即可，但若要输出同样大小的电流，则绕组的线径要相应加粗。至于脉动，和前面讲的全波整流电路完全相同。

由于整流电路的输出电压都含有较大的脉动成分。为了尽量压低脉动成分，另一方面还要尽量保留直流成分，使输出电压接近理想的直流，这种措施就是滤波。滤波通常是利用电容或电感的能量存储作用来实现的。

在本实验电路中采用的是电容滤波，即在负载电阻RL上并联一个滤波电容C，电路如图2，滤波后的波形如下图。

全波整流电路图（四）

当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压Vo=vi-VD1。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压Vo=vi-VD2。

由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率是半波整流的一倍。

全波整流电路图（五）

如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3是全波整流电路的电原理图。

全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b，构成e2a、D1、Rfz与e2b、D2、Rfz，两个通电回路。

全波整流电路的工作原理，可用图5-4所示的波形图说明。在0~π间内，e2a对Dl为正向电压，D1导通，在Rfz

上得到上正下负的电压;e2b对D2为反向电压，D2不导通（见图5-4（b）。在π-2π时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在Rfz

上得到的仍然是上正下负的电压;e2a对D1为反向电压，D1不导通（见图5-4（C）。

如此反复，由于两个整流元件D1、D2轮流导电，结果负载电阻Rfz

上在正、负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图5-4（b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（Usc=0.9e2，比半波整流时大一倍）。

图5-3所示的全波整滤电路，需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。

图5-5（a）为桥式整流电路图，（b）图为其简化画法。

全波整流电路图（六）

利用二极管（开关器件）的单向导电特性，和放大器的优良放大性能相结合，可做到对输入交变信号（尤其是小幅度的电压信号）进行精密的整流，由此构成精密半波整流电路。若由此再添加简单电路，即可构成精密全波整流电路。

二极管的导通压降约为0.6V左右，此导通压降又称为二极管门坎电压，意谓着迈过0.6V这个坎，二极管才由断态进入到通态。常规整流电路中，因整流电压的幅值远远高于二极管的导通压降，几乎可以无视此门坎电压的存在。但在对小幅度交变信号的处理中，若信号幅度竟然小于0.6V，此时二极管纵然有一身整流的本事，也全然派不上用场了。

在二极管茫然四顾之际，它的帮手——有优良放大性能的运算放大器的适时出现，改变了这种结局，二者一拍即合，小信号精密半波整流电路即将高调登场。请看图1。

图1 半波精密整流电路及等效电路

上图电路，对输入信号的正半波不予理睬，仅对输入信号的负半波进行整流，并倒相后输出。

（1）在输入信号正半周（0~t1时刻），D1导通，D2关断，电路等效为电压跟随器（图中b电路）：

在D1、D2导通之前，电路处于电压放大倍数极大的开环状态，此时（输入信号的正半波输入期间），微小的输入信号即使放大器输入端变负，二极管D1正偏导通（相当于短接），D2反偏截止（相当于断路），形成电压跟随器模式，因同相端接地，电路变身为跟随地电平的电压跟随器，输出端仍能保持零电位。

（2）在输入信号负半周（t1~t2时刻），D1关断，D2导通，电路等效反相器（图中c电路）：

在输入信号的负半波期间，（D1、D2导通之前）微小的输入信号即使输出端变正，二极管D1反偏截止，D2正偏导通，形成反相（放大）器的电路模式，对负半波信号进行了倒相输出。

在工作过程中，两只二极管默契配合，一开一关，将输入正半波信号关于门外，维持原输出状态不变；对输入负半波信号则放进门来，帮助其翻了一个跟头（反相）后再送出门去。两只二极管的精诚协作，再加上运算放大器的优良放大性能，配料充足，做工地道，从而做成了精密半波整流这道“大餐”。

如果调整反馈电阻R2的阻值，使R2=2R1，再与输入信号相混合，则形成全波精密整流电路，如图2所示。

图2 精密全波整流电路及波形图

将N1放大器的反馈电阻R2增大，使R2=2R1，使其将整流信号反相放大两倍后输出，再与输入信号相加，其整流的+10V与输入负半波的-5V相加，10+（-5）=5，恰好能将负半波“消灭”掉，得到全波整流电压。

所谓魔电（模电），如果能够识破其变身术，只剩下一个个的电路模型，又何魔之有？

对精密整电路的故障检测，其前提是：所有运算放大器，均是直流放大器，甚至可以施加直流电压信号来确定电路好坏。

（1）输入信号电压为零时，输出端（D2的负端为输出端），输出电压也为0V；

（2）正的电压信号输入时，输出端保持0V；

（3）负的电压信号输入时，IN=-OUT

常见全波精密整流电路形式：

（1）精密全波整流电路之一

图3 精密全波整流电路之一

如图3中的a电路所示，N1及外围电路构成正半波输入2倍压反相整流放大电路，N2为反相求和电路。若输入信号峰值为±2V的正弦波信号电压，则a点输出为-4V对应输入正半波的电压信号；此信号经在N1反相输入端与输入信号相加（－4V+2V=-2V），得到-2V的脉动直流（在后级电路需要正的采样电压时）输入信号，又经N2反相求和电路，得到2V脉动直流信号。电路起到全波或桥式整流电路同样的作用，但整流线性和精度得到保障。

该电路形式比之图3电路，采用一级反相加法器，为实用电路。另外，若令R1=R2=R4=R5，令R3=1/2R1，将偏置电路的参数改变后，电路全波整流性能仍然是相同的。同一功能电路，可以有多种设计模式，正所谓条条大道通罗马。

（2）精密全波整流电路之二

图4 精密全波整流电路之二

将图4全波整流电路的工作原理简述如下：输入正半波期间（Vi》0），N1输入端电压《0，D1通，D2断；同时正向输入电压送入N2同相输入端，D3、D4通。此时等效为电压跟随器电路，将正半波信号输送到Vo端，即Vi=Vo。

在输入负半波期间（Vi《0），N1的输出端》0，D1断，D2通；N2因输入负半波导致D4断，D3通，输出信号回路被阻断。此时N1变身为反相器电路，将输入负半波倒相后送至Vo端。

利用D1~D2的单向导电——通、断特性与放大器配合，巧妙地完成了全波整流任务。

（3）精密全波整流电路之三

图5 精密全波整流电路之三

将图5电路简述一下：此为高输入阻抗（输入信号进入N1、N2的同相输入端，输入信号电流近于零）全波整流电路，输入正半波期间，D1通，D2断，N2（此时为电压跟随器）将输入正半波送至Vo端；输入负半波期间，D1断，D2通，N1此时变身为2倍压同相放大器，其输出信号电压向Vi信号同时送入N2（此时变身为减法器），经相减后输出负向的全波整流电压。

分析该电路原理（如图5），除了采用电阻串联分压那把金钥匙之处，尚应注意以下两点：

1）确定电路的基本电路构成。如N1为2倍压反相放大器，N2为减法器电路；

2）动态中“变身倾向”的定性。如N2在输入正半波期间变身为电压跟随器。

掌握此两个要点，根据信号输入（动、静态或正、负半波状态）变化，把握放大器的“七十二变”，从而推导出输出端信号电压的变化规律。

对精密整电路的故障检测，前文已有述及，可更为简化为一个原则：输出为输入的绝对值。要么Vi=Vo，要么Vi=-Vo。此为检测其工作状态的依据。