整流二極管的功能和電路指南

整流二極管允許您將交流電 （AC） 轉(zhuǎn)換為直流電 （DC）。在本指南中，您將了解此組件的工作原理以及使用該組件創(chuàng)建的一些電路。

二極管是電子產(chǎn)品中的基本電子元件之一。二極管有很多類型，但最常見的可能是整流二極管。它只允許電流沿一個(gè)方向流動(dòng)，通過以某種方式連接它，您可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

整流二極管的制造方式與任何其他普通二極管一樣，但它不是為小電流而設(shè)計(jì)的，而是為大電流和電壓而設(shè)計(jì)的。這使其成為電源的理想選擇。

二極管符號(hào)由指向直線的三角形組成。三角形表示電流流過二極管的方向。例如，在上圖中，電流可以向右移動(dòng)。但它不能以另一種方式流動(dòng)。

如何使用整流二極管

整流二極管只允許電流沿一個(gè)方向流動(dòng)，從陽極到陰極，也稱為正向偏置。正向偏置的整流二極管是通過將陽極連接到最正極，將陰極連接到最負(fù)極而制成的。您可以在下面的示例中看到這一點(diǎn)：

在上圖中，二極管是正向偏置的，這意味著電流可以流過它，LED會(huì)亮起。當(dāng)您以這種方式使用整流二極管時(shí)，它的作用類似于允許電流流過電路的閉合開關(guān)。

如果像這樣反轉(zhuǎn)二極管的連接會(huì)發(fā)生什么？

當(dāng)電源的正極端子與陰極和負(fù)極端子與陽極在一起時(shí)，二極管反向偏置。使用這種類型的極化，電流不能流過整流二極管，因此LED在上述電路中不會(huì)亮起。

什么是半波整流器？

在上面的例子中，整流二極管電路使用直流電源，這意味著具有固定值的電壓。但是，當(dāng)該二極管連接到交流電源時(shí)，這就是“整流”特性發(fā)揮作用的地方。

交流電源以周期性振蕩而不是恒定值提供電壓，具有正半周期和負(fù)半周期，如下所示：

這種電壓就是您在家中插座中發(fā)現(xiàn)的電壓。然而，當(dāng)您查看家中的大多數(shù)電子設(shè)備（如手機(jī)或筆記本電腦）時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它們需要直流電壓才能運(yùn)行。這就是為什么你需要整流二極管;它們可以幫助您將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

使用整流二極管從交流轉(zhuǎn)換為直流

將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的最重要步驟是整流過程，這意味著它使負(fù)半周期消失。最簡(jiǎn)單的方法是使用以下半波整流器電路：

只需一個(gè)二極管即可構(gòu)建半波整流器。在交流電壓的正半周期內(nèi)，二極管正向偏置，電流可以流過二極管。在交流電壓的負(fù)半周期中，二極管反向偏置，電流被阻斷。

你從這個(gè)電路得到的是一個(gè)最終輸出，它只是正半周期波形。

什么是全波整流器？

當(dāng)您僅使用半波整流器獲得正電壓值時(shí)，負(fù)半周期就會(huì)被浪費(fèi)。這個(gè)問題的解決方案是全波整流器，它讓正半周期流動(dòng)并將負(fù)半周期轉(zhuǎn)換為正半周期。

在您使用的設(shè)備中，全波整流器是最常用的將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流器。

由二極管制成的全波整流電路稱為二極管橋。查看以下電路中的二極管橋：

二極管橋由四個(gè)二極管組成 – D1、D2、D3 和 D4 –

它們連接在一起。您可以看到D1和D3如何共享同一陰極，而D4和D2則通過陽極連接。同時(shí)，D4的陰極附著在D1的陽極上，D2的陰極放置在D3的陽極中。

正半周期

在電源的正半周期內(nèi)，二極管D1和D2可以導(dǎo)通，而二極管D3和D4不能，因?yàn)樗鼈兪欠聪蚱玫?。通過這種安排，正半周期為您提供流過電路的電流，如下所示：

負(fù)半周期

在負(fù)半周期期間，二極管D3和D4導(dǎo)通，而二極管D1和D2不導(dǎo)通。即使電路現(xiàn)在接收負(fù)半周期，您也可以在下圖中看到電流如何以與以前相同的方向流過負(fù)載（輸出）。這就是這個(gè)電路如何將負(fù)半周期變成正半周期。

常見的整流二極管有哪些？

當(dāng)您需要選擇整流二極管時(shí)，您必須考慮一些特性，例如：

峰值反向電壓：這是二極管在擊穿前反向偏置中可以承受的最大電壓。

最大正向電流：二極管在不損壞設(shè)備的情況下可以承載的正向電流的最大值。

峰值浪涌電流：二極管在短時(shí)間內(nèi)可以處理的最大電流浪涌。

最大壓降：這是二極管正向偏置時(shí)留在二極管中的電壓。通常，硅制二極管的電壓為0.7v。