單相整流電路介紹

各種電子設備和電子計算機，都需要由穩定的直流電源供電。通常都是將工業用的交流電經變換來獲得所需的直流電。把交流電變換成穩定的直流電，必須經過：

變壓：將電網供給的交流電壓變換成符合需要的交流電壓。

整流：將交流電變換成單向脈動的直流電。

濾波：將單向脈動直流電變為較平滑的直流電。

穩壓：在交流電源電壓波動或負載變動時，使直流輸出電壓穩定。

單相整流電路的種類

一、單相半波整流電路

單相半波整流電路是最簡單的一種整流電路，如圖a）所示。電路由電源變壓器、整流二極管D、負載RL組成。電源變壓器的作用是把220V交流電降低為幾伏至幾十伏的交流電壓。整流二極管的作用是把交流電變換為脈動直流電，其波形如圖b）所示。該電路之所以能把交流電變換為脈動直流電，關鍵是利用了整流二極管具有單相導電的特性。當給二極管加正電壓時，二極管呈導通狀態（相當于開關閉合）電流可以通過；當給二極管加反向電壓時，二極管呈截止狀態（相當于開關斷開）電流不能通過。

電路工作原理如下：當電源變壓器的初級繞組接交流電壓時，在次級繞組中就會感應出交流電壓U2。當U2為正半周時，設A端為正，B端為負（即A端電位高于B端電位）。這時二極管承受正向電壓，呈導通狀態，故電流由A端經二極管D和負載RL流到B端，負載RL兩端有電壓Uo。當U2為負半周時，A端為負，B端為正，則二極管承受反向電壓，呈截止狀態。通過負載上的電流為零，負載兩端的電壓也為零。可見在交流電U2的一個周期內，負載RL上只有自上而下的單方向電流，實現了整流。從波形圖可以看出，整流后的電壓（電流）方向不變，但大小是波動的。這種大小變化、方向不變的電壓（電流），稱為脈動直流電。從波形圖中還可以看出，這種電路僅利用了電源電壓的半個波，故稱為半波整流電路。

二、單相全波整流電路

單向半波整流電路的缺點是電源的利用率低，且輸出電壓脈動大。為了克服這一缺點，可以采用全波整流電路，如圖1-2a）所示。電路中的變壓器次級繞組有中心抽頭，是電路的公共端，將次級繞組分成匝數相等的兩個繞組。這樣次級繞組有兩個電壓a、b，它們大小相等、極性相反。電路中使用了型號、參數相同的兩只整流二極管。由圖可以看出，在電流的一個周期內，兩只二極管輪流導通，負載上都有單向脈動直流電輸出，故稱為全波整流電路。波形如圖1-2d）所示。

三、單相橋式整流電路

橋式整流電路是全波整流的另一種形式，如圖1-3所示。其特點就是變壓器的次級繞組沒有中心抽頭，但電路中加了兩只二極管，四只二極管組成橋式整流電路。這是應用很普遍的一種整流電路。電路工作原理如下：設U1正半周時，a點電位高于b點電位，這時二極管VD1、VD3正偏導通，VD2、VD4反偏截止，電流從a點通過VD1、RL、VD3到b點形成回路（圖中箭頭所示）并在負載RL兩端產一上正、下負的直流電壓U2。在U1負半周時，b點電位高于a點電位，這時二極管VD1、VD3反相截止，VD2、VD4正偏相導通，電流從b點通過VD2、RL、VD4到a點形成回路，并在負載及RL兩端產生上欺上正下負的直流電壓UL。整流后的電壓波形與全波整流波形完全相同。橋式整流電路在交流電和一個周期內，負載上始終有方向不變的直流電壓，但每只二極管只工作半個周期，二極管承受的反向電壓比全波整流電路中的二極管承受的反向電壓低。