桥式整流电路及其作用原理

整流电路的功能是将交流电转换成直流电。整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路等。

1.半波整流电路

半波整流电路采用一个二极管将交流电转换成直流电，它只能利用到交流电的半个周期，故称为半波整流。半波整流电路及有关电压波形如图9-15所示。

图9-15 半波整流电路及电压波形

图a为半波整流电路，图b为电路中有关电压的波形。220V交流电压送到变压器T1一次绕组L1两端，L1两端的交流电压U₁的波形如图b所示，该电压感应到二次绕组L2上，在L2上得到图b所示的较低的交流电压U₂。当L2上的交流电压U₂为正半周时，U₂的极性是上正下负，二极管VD导通，有电流流过二极管和电阻RL，电流方向是U₂上正→VD→RL→U₂下负；当L2上的交流电压U₂为负半周时，U₂电压的极性是上负下正，二极管截止，无电流流过二极管VD和电阻RL。如此反复工作，在电阻RL上会得到图b所示脉动直流电压U_L。

从上面分析可以看出，半波整流电路只能在交流电压半个周期内导通，另半个周期内不能导通，即半波整流电路只能利用半个周期的交流电压。

半波整流电路结构简单，使用元器件少，但整流输出的直流电压波动大，另外由于整流时只利用了交流电压的半个周期（半波），故效率很低，因此半波整流常用在对效率和电压稳定性要求不高的小功率电子设备中。

2.全波整流电路

全波整流电路采用两个二极管将交流电转换成直流电，由于它可以利用交流电的正、负半周，所以称为全波整流。全波整流电路及有关电压波形如图9-16所示。

图9-16 全波整流电路及电压波形

全波整流电路如图a所示，电路中信号的波形如图b所示。这种整流电路采用两只整流二极管，使用的变压器二次绕组L2被对称分作L2A和L2B两部分。全波整流电路工作原理说明如下：(www.xing528.com)

220V交流电压U₁送到变压器T1的一次绕组L1两端，U₁电压波形见图b。当交流电压U₁正半周送到L1时，L1上的交流电压U₁极性为上正下负，该电压感应到L2A、L2B上，L2A、L2B上的电压极性也是上正下负，L2A的上正下负电压使VD1导通，有电流流过负载RL，其途径是L2A上正→VD1→RL→L2A下负，此时L2B的上正下负电压对VD2为反向电压（L2B下负对应VD2正极），故VD2不能导通；当交流电压U₁负半周来时，L1上的交流电压极性为上负下正，L2A、L2B感应到的电压极性也为上负下正，L2B的上负下正电压使VD2导通，有电流流过负载RL，其途径是L2B下正→VD2→RL→L2B上负，此时L2A的上负下正电压对VD1为反向电压，VD1不能导通。如此反复工作，在RL上会得到图b所示的脉动直流电压U_L。

从上面分析可以看出，全波整流能利用到交流电压的正、负半周，效率大大提高，达到半波整流的两倍。

全波整流电路的输出直流电压脉动小，整流二极管通过的电流小，但由于两个整流二极管轮流导通，变压器始终只有半个二次绕组工作，使变压器利用率低，从而使输出电压低、输出电流小。

3.桥式整流电路

桥式整流电路采用四个二极管将交流电转换成直流电，由于四个二极管在电路中连接与电桥相似，故称为桥式整流电路。桥式整流电路及有关电压波形如图9-17所示。

桥式整流电路如图a所示，这种整流电路用到了四个整流二极管。桥式整流电路工作原理分析如下：

220V交流电压U₁送到变压器一次绕组L1上，该电压经降压感应到L2上，在L2上得到电压U₂，U₁、U₂电压波形如图b所示。当交流电压U₁为正半周时，L1上的电压极性是上正下负，L2上感应的电压U₂极性也是上正下负，L2上正下负电压U₂使VD1、VD3导通，有电流流过RL，电流途径是L2上正→VD1→RL→VD3→L2下负；当交流电压负半周来时，L1上的电压极性是上负下正，L2上感应的电压U₂极性也是上负下正，L2上负下正电压U₂使VD2、VD4导通，电流途径是L2下正→VD2→RL→VD4→L2上负。如此反复工作，在RL上得到图b所示脉动直流电压U_L。

从上面分析可以看出，桥式整流电路在交流电压整个周期内都能导通，即桥式整流电路能利用整个周期的交流电压。

桥式整流电路输出的直流电压脉动小，由于能利用到交流电压正、负半周，故整流效率高，正因为有这些优点，故大多数电子设备的电源电路都采用桥式整流电路。

图9-17 桥式整流电路及电压波形