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(gè)半周期通過(guò)，而阻塞另一個(gè)半周期的整流器。這種整流器主要由一個(gè)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(guò)，而將另一個(gè)半周期阻斷。這種整流方式會(huì)導(dǎo)致輸出的直流電為脈動(dòng)直流電，其脈動(dòng)頻率等于交流電的頻率。

半波整流器的電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)二極管和一個(gè)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(dòng)直流電，因此它只能用于對(duì)電源要求不高的簡(jiǎn)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(cuò)電路中。此外，在一些簡(jiǎn)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(gè)二極管，能夠充分利用交流電的正負(fù)兩個(gè)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(duì)復(fù)雜，成本也較高。因此，在選擇整流器時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求和電源要求來(lái)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(jiǎn)單的可用整流器形式。下圖說(shuō)明了半波整流器的基本原理。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)交流波形通過(guò)半波整流器時(shí)，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(gè)半周期（正或負(fù)半周期）通過(guò)，并阻止直流側(cè)的另一個(gè)半周期，如下所示。

只需一個(gè)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(guò)直流設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生破壞性（且危險(xiǎn)）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(dòng)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(shuō)，我們需要一個(gè)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(guò)在二極管兩端使用濾波器（電容濾波器或電感濾波器）來(lái)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(shí)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(shí)，它就可能無(wú)法正常工作，并且可能會(huì)被損壞。由于這個(gè)原因，它不適用于大多數(shù)應(yīng)用程序。

因此，我們需要一個(gè)不隨時(shí)間變化的 DC。為了克服這個(gè)問(wèn)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(lái)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(gè)正半周期內(nèi)施加到電路時(shí)，二極管就會(huì)讓電流流過(guò)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(guò)低電阻通道供電。因此，當(dāng)電流流過(guò)濾波器時(shí)，交流分量會(huì)經(jīng)歷低電阻，而直流分量會(huì)經(jīng)歷電容器的高電阻。直流分量流過(guò)負(fù)載電阻（低電阻路徑）。

在整個(gè)導(dǎo)通時(shí)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(shí)，它會(huì)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(huì)獲得反向偏置并停止讓電流流過(guò)它。在整個(gè)過(guò)程中，電源電壓低于電容器的電壓。因此，電容器通過(guò) RL 釋放所有存儲(chǔ)的電流。這會(huì)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(shí)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(huì)獲得正向偏置并允許電流流動(dòng)以使電容器再次充電。電容濾波通過(guò)巨大的放電會(huì)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。