3種整流電路助你理解二極管為什么能夠整流？

整流電路的定義

什么是整流電路？整流電路說的是把交流電轉(zhuǎn)化為直流電，一般情況下是由變壓器、整流主電路和濾波電路構(gòu)成，如果想得到一個(gè)恒定的電壓值，這里還需要加上一個(gè)穩(wěn)壓電路，對(duì)于穩(wěn)壓電路的種類也有很多，這個(gè)在后面的文章中會(huì)給大家詳細(xì)介紹，不過今天我們只談?wù)髦麟娐凡糠帧?/strong>

半波整流

這個(gè)半波整流電路結(jié)構(gòu)很簡單，主要元件就用到了一個(gè)二極管，下面就是這個(gè)電路的原理圖，220V輸入的是一個(gè)正弦波交流電，然后經(jīng)過一個(gè)變壓器，經(jīng)過變壓器降壓仍然是一個(gè)正弦交流信號(hào)。二極管有一個(gè)很典型的特點(diǎn)，就是單向?qū)щ娦裕绻O管的陽極電壓大于陰極電壓二極管就會(huì)導(dǎo)通，相反如果陰極電壓大于陽極電壓二極管就截止。

下面這張圖能夠很好把這個(gè)過程給體現(xiàn)出來，對(duì)于圖a是變壓器輸出的交流電，但是當(dāng)輸出電壓位于正半周期時(shí)也就是a點(diǎn)的電壓高于b點(diǎn)的電壓，二極管就會(huì)導(dǎo)通，進(jìn)而負(fù)載RL兩端的電壓就約為變壓輸出的電壓，在圖b中也能看出來；當(dāng)輸出電壓位于負(fù)半周期時(shí)，也就是b點(diǎn)的電壓高于a點(diǎn)的電壓，二極管就會(huì)截止，對(duì)應(yīng)電流就不能流到負(fù)載端，因此在圖b中可以看到少了一半的周期。

全波整流

在半波整流中其實(shí)丟失了一半周期，效率也顯然得到了限制，為了克服這個(gè)弊端用全波整流就解決了問題，相比半波整流多用了一個(gè)二極管，不過這里變壓器也有要求，需要用一個(gè)帶中軸線的變壓器，這個(gè)原理也很容易理解，就是利用了二極管的單向?qū)щ娦浴?/strong>

我們來分析一下這個(gè)原理，如果交流電位于正半周期，也就是a點(diǎn)的電壓高于b點(diǎn)的電壓，這時(shí)候二極管D1會(huì)導(dǎo)通，二極管D2會(huì)截止，因此電流只有從變壓器a點(diǎn)流出，再通過二極管D1、電阻RL最后到變壓器的中軸線這一條路線。

如果當(dāng)交流電位于負(fù)半周期，也就是b點(diǎn)的電壓高于a點(diǎn)的電壓，這時(shí)候二極管D2會(huì)導(dǎo)通，二極管D1會(huì)截止，因此電流只有從變壓器b點(diǎn)流出，再通過二極管D2、電阻RL最后到變壓器的中軸線這一條路線。就這幾樣反復(fù)循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了濾波，濾波前與濾波后的波形可以參考一下下面這張圖。

橋式整流

橋式整流相比前兩種要復(fù)雜一些，在之前的視頻中也詳細(xì)講述過這個(gè)原理，這里再來說一下，這個(gè)整流電路的原理圖如下，簡單點(diǎn)的橋式整流電路由變壓器、主整流橋和負(fù)載，除此之外常用的整流橋電路還有濾波電路和穩(wěn)壓電路，今天我們只談濾波這一塊。

如果從變壓器輸出的交流信號(hào)位于正半周期，也就是上端的電壓高于下端的電壓，正常情況下電流流到A點(diǎn)，面對(duì)二極管2和二極管1。

但是由于A點(diǎn)電壓較高，顯然二極管1處于截止?fàn)顟B(tài)而二極管2處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此電流會(huì)流經(jīng)二極管2，再從B點(diǎn)流出然后經(jīng)過負(fù)載到達(dá)D點(diǎn)。

乍一看二極管1和二極管4都能導(dǎo)通，但是要知道電流是從A點(diǎn)流進(jìn)整流橋的，再經(jīng)過負(fù)載（電流流經(jīng)負(fù)載后電壓會(huì)降低），因此D點(diǎn)的電壓已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于A點(diǎn)的電壓，所以二極管4導(dǎo)通，二極管1截止，最終流入到變壓器下端部分。

正半周期到這已經(jīng)講完了，下面分析一下負(fù)半周期，也就是從變壓器輸出后下端電壓高于上端電壓，當(dāng)電流到達(dá)C點(diǎn)時(shí)又面臨兩個(gè)選擇。

同樣由于C點(diǎn)的電壓較高，因此二極管4處于截止?fàn)顟B(tài)，二極管3處于導(dǎo)通狀態(tài)，電流會(huì)流過二極管3從B點(diǎn)流出，然后經(jīng)過負(fù)載到達(dá)D點(diǎn)。

和正半周期情況很像，乍一看二極管1和二極管4都能導(dǎo)通，但是要知道電流是從C點(diǎn)流進(jìn)整流橋的，再經(jīng)過負(fù)載，因此D點(diǎn)的電壓已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于C點(diǎn)的電壓，所以二極管1導(dǎo)通，二極管4截止，最終流入到變壓器上端部分。

如果去分析橋式整流電路的輸出的波形可以發(fā)現(xiàn)和用全玻整流電路輸出的波形幾乎一樣，那既然一樣為什么要設(shè)計(jì)出兩種整流方式呢？

橋式整流的優(yōu)點(diǎn)

第一眼看過去給人感覺全波整流要比橋式整流簡單，其實(shí)橋式整流有很多優(yōu)于全波整流的地方，比如說在變壓器這一塊，全波整流就需要變壓器帶中軸線，而橋式整流就沒這個(gè)要求；再一個(gè)當(dāng)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)橋式整流二極管兩端承擔(dān)的電壓值要比全波整流小一半，因此對(duì)二極管的性能要求就沒那么高。