二極管整流原理詳解
在電力電子領域，AC/DC變換，即把交流電轉換為直流電的過程，被命名為整流（rectification）。二極管憑借其單向?qū)щ娦裕谶@一過程中發(fā)揮著關鍵作用。
二極管具備正極與負極兩個電極。當在二極管兩端施加正向電壓時，電流得以從正極流向負極，此時二極管處于導通狀態(tài)；反之，若施加反向電壓，則電流無法通過，二極管截止。這一特性賦予二極管類似開關的功能，僅允許電流沿單一方向流動，從而成為整流過程中的核心元件。
二極管整流電路主要分為半波整流與全波整流兩種類型。
半波整流電路僅利用交流信號的正半周或負半周，借助一個二極管將其轉變?yōu)閱蜗蛑绷餍盘枴Ｔ谳斎胄盘柕恼胫埽O管正向?qū)ǎ欢谳斎胄盘柕呢摪胫埽O管反向截止。以此方式，僅保留正半周信號，過濾掉負半周信號，達成半波整流效果。
全波整流電路則充分利用交流信號的完整波形，依靠兩個二極管交替導通實現(xiàn)將交流信號轉為單向直流信號。輸入信號的正半周時，D1二極管正向?qū)ǎ惠斎胄盘柕呢摪胫軙r，D2二極管反向?qū)āＨ绱艘粊恚瑹o論是正半周還是負半周信號均被保留，進而實現(xiàn)全波整流。
以220V交流市電為例，其經(jīng)變壓器一次繞組輸入，二次繞組輸出。在分析半波整流電路時，需考量交流電的正、負半周情況。
當交流電處于正半周時，
交流電壓作用下，VD1正極電壓高于地線電壓。如圖所示，二極管負極經(jīng)電阻R1與地端相連。此時VD1正極電壓大于負極電壓，二極管VD1處于正向?qū)顟B(tài)。
交流電壓作用下，VD1正極電壓高于地線電壓。如圖所示，二極管負極經(jīng)電阻R1與地端相連。此時VD1正極電壓大于負極電壓，二極管VD1處于正向?qū)顟B(tài)。
交流電負半周時，
交流輸入電壓致使二極管VD1正極電壓低于負極電壓，VD1處于反向偏置狀態(tài)，截止，相當于電路斷開，無電流流通，整流電路無電壓輸出。
交流輸入電壓致使二極管VD1正極電壓低于負極電壓，VD1處于反向偏置狀態(tài)，截止，相當于電路斷開，無電流流通，整流電路無電壓輸出。
綜合來看，整流二極管在交流輸入電壓正半周期間導通。由于正半周交流輸入電壓處于動態(tài)變化之中，流經(jīng)電阻的電流大小也隨之變動，導致整流電路輸出電壓大小相應變化，且與輸入電壓的半波周期波形相吻合。而在交流輸入電壓負半周期間，整流二極管截止，電路無法構成回路，電阻上自然也就沒有電壓。
借助這一整流電路，能夠切除輸入電壓的負半周，最終獲得正極性（正半周）的單向脈動直流輸出電壓。
全波整流電路則有所不同，其特征在于使用兩個整流二極管，且電源變壓器二次繞組必須配備中心抽頭。
當整流二極管VD1導通時，電流回路為：二次繞組L1上端-整流二極管VD1正極-VD1負極-R1-地-二次繞組中心抽頭-二次繞組L1。
當整流二極管VD2導通時，電流回路為：二次繞組L2下端-整流二極管VD2正極-VD2負極-R1-地-二次繞組中心抽頭-二次繞組L2。
由此可見，全波整流電路具備將交流電壓的負半周電壓轉換為負載上的正極性單向脈動直流電壓的能力。
另需著重指出的是，由于全波整流電路將交流輸入電壓的負半周電壓轉換為正半周電壓，使得輸出電壓的頻率相較于輸入電壓提高了一倍。
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