整流电路是如何实现整流的？

一、整流电路是如何实现整流的？

整流就是将交流电整成直流电。因为二极管有单向导电性,以零伏为对比 交流电就有正电压与负电压两种。接入一个二极管 称为半波整流,负半轴的点直接截掉,效率过低。于是有了双管全波整流 效率虽然提高 但是双管只适合中间有抽头的变压器。后来进化到四个二极管整流。这样就适应了无抽头的需求。大概就是这。

二、什么是半波整流电路？

大家好，我是李工，希望大家多多支持我。

，今天给大家详细地讲一下半波整流电路。

什么是半波整流电路？

半波整流电路的基本操作非常简单，输入信号通过二极管，由于只能通过一个方向的电流，二极管的整流作用，单个二极管只允许通过一半的波形。

下图说明了半波整流电路的基本原理。

当标准交流波形通过半波整流电路时，只剩下一半的交流波形。半波整流电路仅允许交流电压的一个半周期（正半周期或负半周期）通过，并将阻止直流侧的另一个半周期。只需要一个二极管就可以构成一个半波整流电路。本质上，这就是半波整流电路所做的一切。

半波整流电路原理

一个完整的半波整流电路由3个部分组成：变压器、阻性负载、二极管。

如何将交流电压转化为直流电压？

先将高交流电压施加到降压变压器的初级侧，在次级绕组处获得将施加到二极管的低电压。

在交流电压的正半周期间，二极管将正向偏置，电流流过二极管。在交流在交流电压的负半周期间，二极管将反向偏置，电流将被阻断。次级侧 (DC) 的最终输出电压波形，如上图 所示。

之后专注于电路的次级侧，如果用源电压代替次级变压器线圈，可以将半波整流器的电路图简化为下图。

现在没有电路的变压器分散我们的注意力。对于交流电源电压的正半周期，等效电路有效地变为下图：

因为二极管是正向偏置的，因此允许电流通过。所以我们有一个闭合电路。

但对于交流电源电压的负半周，等效电路变为：

整流二极管现在处于反向偏置模式，所以没有电流能够通过它。因此，现在有一个开路。由于这段时间内电流不能流过负载，输出电压为零。这会发生得非常快——因为交流波形每秒会在正负之间多次振荡（取决于频率）。这是半波整流电路波形在输入侧 (V in ) 的样子，以及在整流后（即从 AC 到 DC 的转换）在输出侧 (V out ) 的样子：

正半波整流前后的电压波形如下图所示。

相反，负半波整流器将只允许负半波通过二极管，并将阻止正半波。正半波整流器和负半波整流器之间的唯一区别是二极管的方向。如在上图中看到的，二极管现在处于相反的方向。因此，二极管现在将仅在交流波形处于其负半周期时才正向偏置。

半波整流电路参数与计算公式

纹波系数

“纹波”是将交流电压波形转换为直流波形时剩余的不需要的交流分量。尽管我们尽最大努力去除所有交流分量，但在输出侧仍有少量残留物会产生直流波形的脉动。这种不受欢迎的交流分量称为“纹波”。

为了量化半波整流器将交流电压转换为直流电压的能力，我们使用所谓的纹波系数（由 γ 或 r 表示）。纹波系数是整流器交流电压（输入侧）与直流电压（输出侧）的RMS值之比。

二极管的纹波系数的公式为：

也可以重新排列为下面的等式：

半波整流器的纹波系数等于1.21（即γ=1.21）。

请注意，为了构建一个好的整流器，我们一般希望将纹波系数保持在尽可能低的水平。这就是为什么我们使用电容和电感作为滤波器来减少电路中的纹波。

效率

整流器效率 (η) 是输出直流功率与输入交流功率之比。效率的公式等于：

半波整流器的效率等于 40.6%（即 η max = 40.6%）

有效值

为了得出半波整流器的 RMS 值，我们需要计算负载上的电流。如果瞬时负载电流等于 i L = I m sinωt，则负载电流的平均值 (I DC ) 等于：

其中 I m等于负载上的峰值瞬时电流 (I max )。因此，负载上获得的输出直流电流 (I DC ) ：

对于半波整流器，RMS 负载电流 (I rms ) 等于平均电流 (I DC ) 乘以 π/2。因此，半波整流器的负载电流 (I rms ) 的 RMS 值为：

其中 I m = I max等于负载上的峰值瞬时电流。

峰值反向电压

峰值反向电压 (PIV) 是二极管在反向偏置条件下可以承受的最大电压。如果施加的电压超过 PIV，二极管将被破坏。

形状因素

形状因数（FF）是有效值与平均值的比值，如下式所示：

半波整流器的形状因子等于 1.57（即 FF=1.57）。

输出电压

负载电阻上的输出电压 (V DC )表示为：

半波整流电路应用

虽然半波二极管整流电路基本上使用单个二极管，但二极管周围有一些电路差异，具体取决于应用。

电源整流

当用于电源整流时，半波整流电路如果要以任何方式为设备供电，则与变压器一起使用。通常在此应用中，输入交流波形是通过变压器提供的。这用于提供所需的输入电压。

AM解调

一个简单的半波二极管整流器可用于调幅信号的信号解调。整流过程使幅度调制得以恢复。当半波整流电路用于幅度调制检测时，该电路显然需要与收音机中的其他电路接口。

峰值检测

半波二极管电路通常用作简单的电压峰值检测器。通过在输出负载上放置一个电容，电容器将充电至峰值电压。如果 CR 网络、电容器和负载电阻的时间常数比波形周期长得多或足以捕获变化波形的峰值，则电路将保持电压峰值。

三、整流电路中怎么选择整流二极管？

提高电源转换效率和功率密度一直是电源行业的首要目标，在过去十年中，更因功率器件、拓扑结构和控制方案的发展而取得长足的进步。超结MOSFET、SiC二极管以及最新GaN FET的发展，确保了更高频率下的更高开关效率；同时，高级拓扑及其相应控制方案的实现也在高速发展。因此，平衡导通损耗与开关损耗以实现最佳工作点，现在已完全可以实现。

但是，用于AC线电压整流的前端二极管电桥仍然是个大问题，它阻碍了效率和功率密度的提升。高压整流二极管的正向压降通常约为1V。这意味着主电流路径中的两个二极管可能导致超过1％的效率损耗，尤其在低压输入的时候。

举例来说，当前最流行的效率规范之一为80 Plus规范。最高级别80 Plus钛金牌在230VAC时要求达到96％的峰值效率，在115VAC时要求达到94％的峰值效率。当次级DC / DC效率高达98％时，电桥将很容易因其高传导损耗而消耗PFC级的大部分效率。此外，二极管电桥还可能成为电源中最热的部位，这不仅限制了功率密度，还给散热设计造成了一定的困扰。

于是，越来越多人把注意力集中在如何解决这组整流桥的问题上来。解决这个问题的方向还是非常明确的，最受欢迎的两种方案分别为双升压无桥PFC和图腾柱PFC，如图1所示。在这两种方案中，主电流路径中的整流二极管数量都从2个减少到1个，从而降低了整流管上的导通损耗。

目前，已经有研究和参考设计展现出令人鼓舞的结果，但还尚未被消费类市场大批量采用和量产。因为要开发出尖端的IC解决方案，实现有竞争力的BOM成本以及经过验证的强健性和可靠性，还有很长的路要走。双升压无桥PFC需要一个额外的大功率电感来抑制共模噪声，这对成本和产品尺寸都是不利因素。而图腾柱PFC通常都需要高成本的组件，例如上管驱动器和隔离式电流采样，并且大都需要采用DSP，或者在常规PFC控制器IC上采用大量分立组件。

实际上，我们无需等待采用无桥拓扑的新型控制器IC发展成熟，通过另一种简单快捷的替代方案，可以立即降低电桥上的功率损耗。这种方案的基本思想是用同步整流MOSFET代替两个下管整流二极管，而其它的电源设计部分（包括所有功率级和控制器IC）均保持不变。图2的示例中采用MPS的MP6925A对这一概念进行了说明。MP6925A是一款仅需很少外部组件的双通道同步整流驱动器。

MP6925A通常用于LLC转换器。它根据对漏源电压（VDS）的检测主动驱动两个MOSFET。在设置系统以替换交流电桥中的下管二极管时，可采用两个高压JFET(QJ1 和 QJ2)在VDS检测期间钳位高压。当电流流经MOSFET体二极管之一时，VDS上的负阈值被触发，驱动器导通相应的MOSFET。在MOSFET导通期间，驱动器会调节相应的栅极电压，将VDS保持在一定水平之下，直到电流过低而无法触发VDS关断阈值为止。图3显示了其典型工作波形。

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四、同步整流滤波电路？

    同步整流滤波电路是常用电源电路，由整流电路和滤波电路两部分组成，主要功能和作用是将交流电源降压、整流、滤波为合适的直流电压，作为电子电路的工作电源。

整流电路是将交流电转换为直流电的电路。整流电路是利用二极管等具有单向导电特性的电子器件进行工作的，包括半波整流、全波整流、桥式整流等电路形式。

五、整流与滤波电路？

整流滤波电路原理分析 一、整流电路 整流电路的关键问题是利用二极管的单向导电性,将交流电压变换成单相脉动电压。单相整流电路可分半波、全波、桥式、倍压整流等。由于半波整流电路只在电源的半个周期工作,电源利用率低,输出波形脉动较大,且电路简单。

六、同步整流电路？

同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。它能大大提高DC/DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。

功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。

七、整流电路容量？

整流电路的容量，应该是根据负载（用电器）的容量来选择整流原件儿的参数。

如二极管的最大正向整流电流 最大反向击穿电压和滤波电容的耐压容量等参数。打一个简单的比方：一个300毫安（mA）2.5伏(V)的小灯泡，需要一个直流电源（不考虑稳压），怎样选择整流电路参数？【1】 交流电源在正半周时要通过整流二极管给小灯泡提供300毫安(mA)电流，还要给滤波电容充电，所以二极管的正向整流电流在没有特殊的情况下选择300的约3倍就够用1000毫安(mA)。【2】确定了电流再确定电压。交流电的2.5伏（V）它的最大值是1.414倍的2.5伏（V）约等于3.5伏（V），减去两个二极管的正向压降二倍的0.7伏（V）1.4伏(V)等于2.1伏（V）。显然是低了！所以交流电的最大值应该是2.5加上1.4约等于4伏（V）。知道了二极管所承受的最高电压是4伏（V）,所以选择二极管的最大反向击穿电压大于4伏（V）就行了。最好是大于几倍，那样就安全了！【3】知道了交流电的最大值4伏（V）那么交流电的有效值就应该是4伏（V）除以1.414等于2.83伏（V）。找一个3伏的小变压器就行了！【4】滤波电容的容量根据公式C=8/2RF单位是法拉，1法拉等于1000000微法拉。C是电容 R是负载电阻（R=2.5/0.3=8.3欧姆）F是交流电的频率单位是赫兹。整流电路的容量就是这样确定下来的，如果是特殊场合还要考虑特殊因素对电路的影响，如交流电的频率太高就要考虑二极管的结电容等。这只是简单的比方，因为不能画图也不知道说清楚没。

八、pwm整流电路？

PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路,它能在不同程度上解决传 统整流电路存在的问题。

把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就形成了PWM整流电路。

通过对PWM整流电路进行控制,使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,则功率因数近似为1。

九、单相整流电路？

1、单相桥式整流电路是桥式整流器，英文 BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流桥堆，是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。

2、半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。

3、桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。

4、桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤。

5、桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。

十、单相整流滤波电路？

单相全波整流电路的特点

　　（1）使用的整流器件较半波整流时多一倍。

　　（2）整流电压脉动较小，比半波整流小一半。无滤波电路时的输出电压Vo=0.9V2。

　　（3）变压器的利用率比半波整流时高。

　　（4）变压器二次绕组需中心抽头。

　　（5）整流器件所承受的反向电压较高。