二极管在半波整流电路中的应用

  二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
  当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压vo=vi-vd。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压vo=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。

 
  对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑(滤波)处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。  
  通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下：
  (1)半波整流输出的是一个直流脉动电压。
  (2)半波整流电路的交流利用率为50%。
  (3)电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压(电容输出时电压叠加)。
  (3)实际电路中，半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
 
  半波整流电路
  图1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻Rfz，组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉动直流电。  
下面从图2的波形图上看着二极管是怎样整流的。  
  变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π~2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。在π~2π时间内，重复0~π时间的过程，而在3π~4π时间内，又重复π~2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被“削”掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压，如图5-2(b)所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
 
  这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整流是以“牺牲”一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低(计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc=0.45e2)因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。



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