典型的整流電路

圖1　半波整流電路

　　圖1是一種最簡(jiǎn)單的整流電路。它由電源變壓器B、整流二極管D和負(fù)載電阻Rfz組成。變壓器把市電電壓變換為所需要的交變電壓e2，D 再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。

　　下面從圖2的波形圖上看看二極管是怎樣整流的。

圖2　整流波形

　　變壓器次級(jí)電壓e2，是一個(gè)方向和大小都隨時(shí)間變化的正弦波電壓，它的波形如圖2（a）所示。在0～π時(shí)間內(nèi)，e2 為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)。此時(shí)整流二極管承受正向電壓而導(dǎo)通，e2 通過它加在負(fù)載電阻Rfz上，在π～2π 時(shí)間內(nèi)，e2 為負(fù)半周，變壓器次級(jí)下端為正，上端為負(fù)。這時(shí)D承受反向電壓，不導(dǎo)通，Rfz上無電壓。在2π～3π 時(shí)間內(nèi)，重復(fù)0～π 時(shí)間的過程，而在3π～4π時(shí)間內(nèi)，又重復(fù)π～2π 時(shí)間的過程…這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被"削"掉了，只有正半周通過Rfz，在Rfz上獲得了一個(gè)單一右向（上正下負(fù)）的電壓，如圖2（b）所示，達(dá)到了整流的目的，但是，負(fù)載電壓Usc 。以及負(fù)載電流的大小還隨時(shí)間而變化，因此，通常稱它為脈動(dòng)直流。

　　這種除去半周、留下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以"犧牲"一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利用率很低（計(jì)算表明，整流得出的半波電壓在整個(gè)周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc =0.45e2 ）因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合，而在一般無線電裝置中很少采用。

　　如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖3是全波整流電路的電原理圖。

圖3　全波整流電路

　　全波整流電路，可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。變壓器次級(jí)線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對(duì)稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)電壓e2a 、e2b ，構(gòu)成e2a 、D1、Rfz與e2b 、D2 、Rfz ，兩個(gè)通電回路。

圖4　全波整流電路波形

　　全波整流電路的工作原理，可用圖４所示的波形圖說明。在0～π 間內(nèi)，e2a 對(duì)Dl為正向電壓，D1 導(dǎo)通，在Rfz 上得到上正下負(fù)的電壓；e2b 對(duì)D2 為反向電壓， D2 不導(dǎo)通。在π-2π時(shí)間內(nèi)，e2b 對(duì)D2 為正向電壓，D2 導(dǎo)通，在Rfz 上得到的仍然是上正下負(fù)的電壓；e2a 對(duì)D1 為反向電壓，D1 不導(dǎo)通。

如此反復(fù)，由于兩個(gè)整流元件D1 、D2 輪流導(dǎo)電，結(jié)果負(fù)載電阻Rfz 上在正、負(fù)兩個(gè)半周作用期間，都有同一方向的電流通過，因此稱為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，

從而大大地提高了整流效率（Usc ＝0.9e2，比半波整流時(shí)大一倍）。

　　全波整濾電路，需要變壓器有一個(gè)使兩端對(duì)稱的次級(jí)中心抽頭，這給制作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。

圖5-1　橋式整流電路

圖5-2　橋式整流電路簡(jiǎn)化畫法

　　橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成"橋"式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。

　　橋式整流電路的工作原理如下：e2 為正半周時(shí)，對(duì)D1 、D3 和方向電壓，Dl，D3 導(dǎo)通；對(duì)D2 、D4 加反向電壓，D2 、D4 截止。電路中構(gòu)成e2 、Dl、Rfz 、D3 通電回路，在Rfz ，上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓，e2 為負(fù)半周時(shí)，對(duì)D2 、D4 加正向電壓，D2 、D4 導(dǎo)通；對(duì)D1 、D3 加反向電壓，D1 、D3 截止。電路中構(gòu)成e2 、D2 Rfz 、D4 通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。

　　上述工作狀態(tài)分別如圖6-1；圖6-2所示。

圖6-1　橋式整流電路

圖6-2　橋式整流電路

　　如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖6中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整流電路小一半！

　　需要特別指出的是，二極管作為整流元件，要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。如選擇不當(dāng)，則或者不能安全工作，甚至燒了管子；或者大材小用，造成浪費(fèi)。

　　另外，在高電壓或大電流的情況下，如果手頭沒有承受高電壓或大電流的整流元件，可以把整流二極管串聯(lián)或并聯(lián)起來使用。

圖7　二極管并聯(lián)使用

　　圖7示出了二極管并聯(lián)的情況：兩只二極管并聯(lián)、每只分擔(dān)電路總電流的一半，三只二極管并聯(lián)，每只分擔(dān)電路總電流的三分之一?？傊袔字欢O管并聯(lián)，"流經(jīng)每只二極管的電流就等于總電流的幾分之一。但是，在實(shí)際并聯(lián)運(yùn)用時(shí)，由于各二極管特性不完全一致，不能均分所通過的電流，會(huì)使有的管子因負(fù)擔(dān)過重而燒毀。因此需在每只二極管上串聯(lián)一只阻值相同的小電阻器，使各并聯(lián)二極管流過的電流接近一致。這種均流電阻R一般選用零點(diǎn)幾歐至幾十歐的電阻器。電流越大，R應(yīng)選得越小。

圖8　二極管串聯(lián)使用

　　圖8示出了二極管串聯(lián)的情況。顯然在理想條件下，有幾只管子串聯(lián)，每只管子承受的反向電壓就應(yīng)等于總電壓的幾分之一。但因?yàn)槊恐欢O管的反向電阻不盡相同，會(huì)造成電壓分配不均：內(nèi)阻大的二極管，有可能由于電壓過高而被擊穿，并由此引起連鎖反應(yīng)，逐個(gè)把二極管擊穿。在二極管上并聯(lián)的電阻R，可以使電壓分配均勻。均壓電阻要取阻值比二極管反向電阻值小的電阻器，各個(gè)電阻器的阻值要相同。