什么是半波整流器？

半波整流器是一種只允許交流電壓波形的一個半周期通過，而阻塞另一個半周期的整流器。這種整流器主要由一個二極管構(gòu)成，利用二極管的單向?qū)щ娦赃M(jìn)行整流。半波整流器的主要特點(diǎn)是它只允許交流電壓的正半周期或負(fù)半周期通過，而將另一個半周期阻斷。這種整流方式會導(dǎo)致輸出的直流電為脈動直流電，其脈動頻率等于交流電的頻率。

半波整流器的電路結(jié)構(gòu)相對簡單，只需要一個二極管和一個負(fù)載電阻即可。然而，由于它只利用了交流電的一半，因此整流效率較低，輸出的直流電壓也較低。此外，由于輸出的直流電為脈動直流電，因此它只能用于對電源要求不高的簡單電路中。

在實(shí)際應(yīng)用中，半波整流器常用于一些特殊的電路，如鐵路道岔防錯電路中。此外，在一些簡單的電源電路中，如手電筒、應(yīng)急燈等，也常使用半波整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

需要注意的是，半波整流器與全波整流器不同。全波整流器使用多個二極管，能夠充分利用交流電的正負(fù)兩個半周期，因此整流效率較高，輸出的直流電壓也較高。然而，全波整流器的電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，成本也較高。因此，在選擇整流器時，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求和電源要求來選擇合適的整流器類型。

半波整流器的工作原理

半波整流器是最簡單的可用整流器形式。下圖說明了半波整流器的基本原理。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)交流波形通過半波整流器時，僅保留一半的交流波形。半波整流器僅允許交流電壓的一個半周期（正或負(fù)半周期）通過，并阻止直流側(cè)的另一個半周期，如下所示。

只需一個二極管即可構(gòu)建半波整流器。本質(zhì)上，這就是半波整流器所做的一切。

由于直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)為單向電流（和恒定電壓 - 我們將在稍后描述），因此將具有正負(fù)循環(huán)的交流波形通過直流設(shè)備可能會產(chǎn)生破壞性（且危險）的后果。因此我們使用半波整流器將交流輸入功率轉(zhuǎn)換為直流輸出功率。

半波整流器電路圖分享

1、帶電容濾波器的半波整流器電路圖（1）

下面的電路圖顯示了帶有電容濾波器的半波整流器。半波整流器的輸出不是恒定的直流電壓。從輸出圖中可以看出，它是帶有交流紋波的脈動直流電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要波形平滑的電源。換句話說，我們需要一個輸出電壓恒定的直流電源。直流電源的恒定輸出電壓非常重要，因?yàn)樗苯佑绊懳覀冞B接到電源的電子設(shè)備的可靠性。

我們可以通過在二極管兩端使用濾波器（電容濾波器或電感濾波器）來使半波整流器的輸出平滑。在某些情況下，還使用電阻電容耦合濾波器（RC）。

2、帶電容濾波器的半波整流器電路圖（2）

半波整流器的主要作用是將AC（交流電）變成DC（直流電）。然而，獲得的輸出DC并不純凈，并且是令人興奮的DC。該 DC 不是恒定的，而是隨時間變化。每當(dāng)這種變化的直流電被提供給任何類型的電子設(shè)備時，它就可能無法正常工作，并且可能會被損壞。由于這個原因，它不適用于大多數(shù)應(yīng)用程序。

因此，我們需要一個不隨時間變化的 DC。為了克服這個問題并獲得平滑的直流，將有解決方案，即濾波器。能量直流主要包括交流和直流兩部分。所以這里濾波器是用來去除或減少輸出端的交流分量的。該濾波器可以用電阻器、電容器和電感器等組件構(gòu)建。使用電容濾波器的半波整流器的電路圖如上所示。該電路由電阻器和電容器構(gòu)成。這里，電容器“C”的連接與“RL”負(fù)載電阻并聯(lián)。

每當(dāng)交流電壓在整個正半周期內(nèi)施加到電路時，二極管就會讓電流流過它。我們知道電容器為直流組件提供高電阻通道，為交流組件提供低電阻通道。電流總是選擇通過低電阻通道供電。因此，當(dāng)電流流過濾波器時，交流分量會經(jīng)歷低電阻，而直流分量會經(jīng)歷電容器的高電阻。直流分量流過負(fù)載電阻（低電阻路徑）。

在整個導(dǎo)通時間內(nèi)，電容器被充電至電源電壓的最高值。由于電容器兩極板之間的電壓等于電源電壓，因此被稱為完全充電。當(dāng)它充電時，它會保持供電，直到向整流器提供 i/p 交流電達(dá)到負(fù)半周期。

一旦整流器達(dá)到負(fù)半周期，二極管就會獲得反向偏置并停止讓電流流過它。在整個過程中，電源電壓低于電容器的電壓。因此，電容器通過 RL 釋放所有存儲的電流。這會阻止輸出負(fù)載電壓降至零。

電容器的充電和放電主要取決于輸入電壓電源何時小于或大于電容器電壓。一旦整流器達(dá)到正半周期，二極管就會獲得正向偏置并允許電流流動以使電容器再次充電。電容濾波通過巨大的放電會產(chǎn)生極其平滑的直流電壓。因此，使用該濾波器可以獲得平滑的直流電壓。