二极管整流电路
二极管整流电路详尽分析
二极管整流电路详尽分析二极管整流电路是一种能将交流电转化为直流电的重要电路。
它由一个二极管和一个负载电阻组成，二极管用来选择只允许电流沿一个方向流动，从而实现交流电的整流。
二极管整流电路常用于电源电路、通信电路、电子设备等各种电路中。
在二极管整流电路中，有两种基本的整流方式：半波整流和全波整流。
半波整流是一种简单且常用的整流方式。
它基于二极管只允许电流沿一个方向流动的特性，将交流信号的负半周通过二极管导通，而正半周则由于二极管的正向截止而无法通过。
当交流信号的正半周通过二极管截止时，负半周通过二极管导通，并通过负载电阻R加载。
这样，负载电阻两端的电压就是输入交流信号负半周的幅值。
全波整流是一种更高效的整流方式。
它采用两个二极管和一个中心引地配置的变压器。
通过变压器将交流信号降压，然后分别通过两个二极管进行整流。
当交流信号的正半周导通时，其中一个二极管导通并通过负载电阻加载；而当交流信号的负半周导通时，另一个二极管导通并通过负载电阻加载。
这样，负载电阻两端的电压就是输入交流信号的幅值。
对于半波整流电路和全波整流电路，有一些值得注意的问题需要考虑。
首先是二极管的选择问题。
在选择二极管时，需要根据电路的要求选择合适的二极管，考虑其最大允许电流、正向压降和导通损失等因素。
另外，为了提高整流电路的效率和稳定性，还可以采用电容滤波器来消除整流波形中的纹波，并增加稳压电路来稳定负载电压。
在实际应用中，二极管整流电路还可以扩展为桥式整流电路，用于更高功率的电源电路。
桥式整流电路采用四个二极管进行整流，能够实现更高的整流效率。
它可以看作是半波整流和全波整流的结合，能够将交流信号的两个半周都转化为直流信号。
总之，二极管整流电路是一种简单、实用的电路，能够将交流电转化为直流电，对于各种电子设备和电源电路具有重要的应用价值。
在实际设计和应用中，需要综合考虑电路的各种要求，并选择合适的元器件和附加电路来提高整流电路的效率和稳定性。
二极管整流电路
二极管整流电路二极管整流电路是一种常见的电子电路，用于将交流信号转换为直流信号。
这种电路具有简单、可靠和效率高的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
一、原理二极管整流电路的原理基于二极管的非线性特性和单向导电性。
二极管在正向偏置时具有低电阻，可以通过电流。
而在反向偏置时，二极管则具有高电阻，电流无法通过。
利用这种特性，可以实现对交流信号的单向导通，从而将其转换为直流信号。
二、半波整流电路半波整流电路是简单且常见的一种二极管整流电路。
它由一个二极管和负载电阻组成。
其工作原理如下：1. 正半周期：当输入信号的正半周期时，二极管正向偏置，导通电流。
此时，输出信号等于输入信号的幅值。
换言之，正半周期的信号被完整地传递到输出端。
2. 负半周期：当输入信号的负半周期时，二极管反向偏置，截止电流。
此时，输出信号为零。
因此，负半周期的信号被屏蔽掉，不传递到输出端。
通过这种方式，半波整流电路实现了将交流信号的负半周期去除，只保留了正半周期，从而获得了一个单向的直流输出信号。
三、全波整流电路全波整流电路可以更有效地利用输入信号，将其完全转换成直流信号。
它由两个二极管和负载电阻组成。
其工作原理如下：1. 正半周期：当输入信号的正半周期时，二极管D1正向偏置，导通电流。
此时，输出信号的电压等于输入信号的幅值。
2. 负半周期：当输入信号的负半周期时，二极管D2反向偏置，导通电流。
此时，输出信号的电压等于负半周期信号的绝对值。
通过将正负半周期的信号叠加，全波整流电路实现了将交流信号转换为只包含正半周期的直流信号。
四、滤波电路在二极管整流电路中，由于转换后的信号仍然存在纹波，因此需要添加滤波电路来减小纹波的幅度，使输出信号更稳定。
常见的滤波电路包括电容滤波器和电感滤波器。
1. 电容滤波器：电容滤波器通过在负载电阻前并联一个电容器，利用电容器对高频信号具有较低阻抗的特点，来减小纹波。
电容滤波器能够滤除纹波的高频成分，将输出信号变得更加平滑。
详细介绍二极管各整流电路的工作原理
详细介绍二极管各整流电路的工作原理（二极管）因为其独特的单向导电性，因而被设计成了各种整流电路，用来将我们常用的市电，也就是交流电转换成单向的直流电。
在我们常用的整流电路中有三种最为常见，分别为：桥式整流电路，全波整流电路和半波整流电路。
下面一一详细介绍各整流电路的（工作原理）；1.半波整流电路如上图所示为一个半波整流电路，正是因为二极管的单向导电性，因此，当流入的交流处于正半周期时，也就是图中红色箭头流向，二极管导通。
当流入交流电处于负半周时，也就是图中绿色箭头流向，由于二极管反向截止，因此不导通。
进而流入的交流电经过图中二极管D1整流以后，由以前正弦波形变成了缺少负半周期的波形，因此称为半波整流电路。
它的优点就是成本低，缺点很明显就是浪费了整整一半的电。
2.全波整流电路如上图所示为一个全波整流电路，下面具体分析它的工作原理：它主要是以变压器的次级绕组中间的抽头作为基准电而设计成的全波整流电路，首先当流入的交流处于正半周期时，走向如图中的红色走向，电由二级管D4经负载流回到变压器中间抽头，形成正半周期时的回路。
当流入交流电处于负半周期时，（电流）走向如图中的绿色走向，电由二极管D5经负载流回到变压器中间抽头，形成负半周期时的回路。
因为交流电的正半周期和负半周期都被二极管整流利用，因此该电路叫做全波整流电路，二极管发挥了非常大的作用。
3.桥式整流电路其实我们做（产品）的时候，会对产品的体积有好大的限制，因此设计的产品要越小越好，并且还要避免在制造生产时，变压器中间抽头带来的麻烦，因此又设计出了更加方便好用，体积小的桥式整流电路。
如上图所示为一个桥式整流电路，下面具体介绍它的工作原理：当流入的交流电处于正半周期时，走向如图中的红色走向，经过负载R2形成回路。
当流入的交流电处于负半周期时，走向如图中的绿色走向，经过负载R2形成回路。
这样就非常巧妙即实现了全波整流又实现了体积小的要求。
流入的是交流电而流出的是全波整流后的直流电。
二极管的整流
晶体二极管组成的各种整流电路电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。
整流，就是把交流电变为直流电的过程。
利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。
下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路、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5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
图2 半波整流波形变压器砍级电压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，半波整说是以"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。
二、全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
二极管的四种典型应用电路
二极管的四种典型应用电路
二极管是一种常见的电子元件，具有单向导电性质，因此在电路中有着广泛的应用。
本文将介绍二极管的四种典型应用电路。
一、整流电路
整流电路是二极管最常见的应用之一。
在交流电源中，二极管可以将电流限制在一个方向上，从而实现将交流电转换为直流电的功能。
整流电路通常由一个二极管和一个负载组成，二极管将正半周的电流导通，而负半周的电流则被截止。
这样，负载就能够得到一个单向的电流，从而实现了直流电的输出。
二、稳压电路
稳压电路是另一个常见的二极管应用。
在电路中，二极管可以通过改变其正向电压降来实现稳压的功能。
稳压电路通常由一个二极管和一个电阻组成，当电压超过一定值时，二极管开始导通，从而将多余的电流导向地面，从而实现了稳压的功能。
三、开关电路
二极管还可以用于开关电路中。
在开关电路中，二极管可以通过改变其正向电压降来控制电路的开关状态。
当二极管导通时，电路处于开启状态，而当二极管截止时，电路处于关闭状态。
开关电路通常由一个二极管和一个负载组成，通过改变二极管的导通状态来控
制负载的开关。
四、信号检测电路
信号检测电路是另一个常见的二极管应用。
在电路中，二极管可以通过改变其正向电压降来实现信号检测的功能。
信号检测电路通常由一个二极管和一个电容组成，当信号的幅度超过一定值时，二极管开始导通，从而将信号导向负载。
这样，就可以实现对信号的检测和处理。
二极管是一种非常重要的电子元件，具有广泛的应用。
通过上述四种典型应用电路的介绍，我们可以更好地理解二极管的工作原理和应用场景，从而更好地应用二极管。
二极管整流电路
（2）工作原理
T V4
A
V1
RL io
u2
uo iv1 ,3
u2
V3
B
ωt
V2
的正半周： ① u2的正半周：
二极管导通情况： 二极管导通情况：
io,uo
ωt
导通;V Ｖ1,3--导通 2,4--截止 导通 截止
电流回路: 电流回路
uv
A→V1→RL→V3→B
输出电压： 输出电压： ωt
uO= u2
电路结构简单。 电路结构简单。 只利用了交流电压的半波， 只利用了交流电压的半波，输出电 压低、脉动大、效率低， 压低、脉动大、效率低，只适用于 允许直流电压脉动较大的场合。 允许直流电压脉动较大的场合。
二、单相桥式整流电路 二、
1.电Байду номын сангаас及工作原理 （1）电路
T V4 V1
RL
V3
V2
RL为负载电阻 T为变压器 为变压器 四个整流二极管接成桥式电路
IFM ≥≥ IA F M 0.8 o
通过二极管的正向平均电流 通过二极管的正向平均电流 平均 Iv = Io =0.8A 由 UO ≈ 0.45U 2 ，得 U2 ≈ 得
2U 2 ≈ 126V
UO 40V = ≈ 88.9V 0.45 0.45
URM ≥ 126V2 U RM ≥ 2电路的特点： U 电路的特点：
想一想， 相同) 想一想，比较一下(u2，RL相同)
单相半波整流 单相桥式整流
负载电压 负载电流 二极管IFM
U o ≈ 0.45U 2
U o ≈ 0.9U 2
Io ≈
0.45U2 RL
Io ≈
0.9U 2 RL
二极管整流电路的作用
二极管整流电路的作用二极管整流电路，听上去有点高深，但其实它就像厨房里的万能调料，让我们生活中的电子设备都能正常运转。
想象一下，你的手机、电视、甚至冰箱，都是需要电的。
这电源一般都是交流电，咱们的二极管就像个超级守门员，把这些交流电变成直流电。
听起来是不是很酷？简而言之，二极管就像个单向阀门，只允许电流往一个方向流动，阻挡反方向的流动，这样一来，电流就变得安全、稳定。
这就好比你去超市购物，推着购物车，只能往前走，不能回头。
二极管在电路里也起着类似的作用，把电流控制得服服帖帖。
没有它，交流电就像个无头苍蝇，东撞西撞，搞得一团糟，让你的电子设备变得不稳定，甚至损坏。
这可不是开玩笑，很多时候，电器被烧坏的原因就是因为没有好好整流。
这就像一个失控的派对，没人管理，结果就一片狼藉。
二极管整流电路的应用范围也是广泛得让人咋舌。
无论是小家电还是大机器，都离不开它。
比如你家的电脑，它在工作的时候，电源里的电流经过二极管整流后，才能顺利供应给电脑的每个部分，确保你可以流畅地上网、打游戏，甚至看电影。
想象一下，突然没电了，画面一黑，游戏卡住了，那可真是让人心头一紧啊。
这时候，二极管就像那位在关键时刻挺身而出的英雄，默默守护着你心爱的设备。
整流电路还分为单向整流和桥式整流。
单向整流就像你在游泳池里，单方向进水，另一边全是排水口。
而桥式整流就更高级了，四个二极管搭配在一起，形成一个桥梁，把交流电转换成直流电，简直就是电路界的“四大天王”。
你可以想象，桥式整流就像个超级乐队，多个乐器齐心协力，演奏出和谐美妙的旋律。
整流电路并不是只有一种方式，随着科技的发展，各种新型整流电路层出不穷。
有些整流电路还带有滤波功能，就像在咖啡里加点奶，口感更顺滑，电流更稳定。
这样的整流电路可以让我们的设备更加持久、可靠，让使用体验直线上升。
哎，真是科技改变生活啊，有时候我们不禁感叹，真希望生活中的麻烦事也能像电流一样顺畅。
再来聊聊二极管的种类，市面上常见的有硅二极管和锗二极管，硅二极管耐高温、抗压能力强，而锗二极管则更灵敏，适合做一些特殊的电路应用。
二极管电路原理
二极管电路原理二极管是一种半导体器件，具有单向导电性。
它只能允许电流从一个方向流过，而阻止电流从反方向流过。
在电路中，二极管可以用来整流、检波、稳压和开关等多种应用。
下面将介绍二极管电路的基本原理。
1. 整流电路整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。
二极管整流电路通常由一组二极管和电容器组成。
当交流电压正半周时，二极管导通，电流通过电容器和负载形成回路，电容器充电。
当交流电压负半周时，二极管截止，电流无法通过二极管，电容器就成为电源向负载供电，从而得到直流电压。
2. 检波电路检波电路是一种将高频信号转换为低频信号的电路。
二极管检波电路通常由一个二极管和电容器组成。
当高频信号通过二极管时，只有正向电压可以使二极管导通，从而得到低频信号。
同时，电容器起到滤波作用，将高频信号滤掉。
3. 稳压电路稳压电路是一种使输出电压保持稳定的电路。
二极管稳压电路通常由多个二极管和电容器组成。
当输出电压低于指定值时，二极管导通，电流可以通过电容器和负载形成回路，使输出电压升高。
当输出电压高于指定值时，二极管截止，电流无法通过二极管，电容器成为电源向负载供电，使输出电压降低。
通过调节电容器的大小，可以使输出电压保持稳定。
4. 开关电路开关电路是一种控制电流通断的电路。
二极管开关电路通常由一个二极管和一个可控硅（SCR）组成。
当可控硅导通时，电流可以通过二极管和可控硅形成回路，使负载得到电源供电。
当可控硅截止时，电流无法通过可控硅和二极管，负载无法得到供电。
通过控制可控硅的导通和截止时间，可以控制电流的通断状态。
总之，二极管电路在电子设备中发挥着重要的作用。
整流、检波、稳压和开关等多种应用都可以使用二极管来实现。
理解二极管的原理和特性可以帮助我们更好地设计和应用电路，提高电子设备的性能和可靠性。
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第四章二极管整流电路
4.2 整流电路的基本概念
4.2.1 纯电阻负载
id +-
us
+ us
-
uD
ud R
id
0
ud
t
输出电压ud和输出电流id中含有大量的纹波，这种 电路在实际应用中意义不大。
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第四章二极管整流电路
4.2.2 感性负载
✵电感与电阻相串联，
将负荷部分变为感性 负载。
✵t =0时之前，电源
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第四章二极管整流电路
✵在t2到t3的区间内负载
us i
uR
电压ud(t)为负，与纯电 00 uD t1 t2 t3
t
阻性负载相比，这种情
T=1/f
况下的负载平均电压显 0 A uL
著降低。
t1 B
t
0
id
uD
t
+-
q
f
+ us
uD
ud R
-
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第四章二极管整流电路
4.2.3 含直流电压源的负载
第四章 二极管整流电路
4.1 简介 4.2 整流电路的基本概念 4.3 单相桥式二极管整流电路 4.4 单相双重电压整流电路 4.5 单相整流电路对三相四线制系统的中线电流的影响 4.6 三相全桥整流电路 4.7 单相整流电路与三相整流电路的比较 4.8 开通时的瞬间冲击电流和过电压 4.9 电流谐波和低功率因数的影响与对应的改善措施 小结
并不等于零。
t1 B
t
+ uD - + uL - i
0
uD
t
L
q
f
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
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第四章二极管整流电路
t3时刻电感电压为: uL(t)= L·di/dt
改写后得:
1 L
uL
(t)dt
di
对上式两边同时积分，积分区间从0～t3，且i(0)和
i(t3)为零，于是有：
1
L
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第四章二极管整流电路
4. 1 简介
✹多数情况下，通过对交流电的整流得到直流电。
整流电路
将交流电转变为直流电的 装置。
交流电源
✹二极管整流电路的功率从
交流侧流向直流侧。
id +
✹多数情况下，整流电路的 us
is
ud
交流侧输入没有变压器，而
-
是直接与工作电源相连。 整流模块
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第四章二极管整流电路
us(t)将作为反向偏置
iL
id
+
us(t) -
VD1 usi(st) +
Vis D3Ls
P ud
-
+ R us(Ct)d
-
V+D1 VD3 P
uisd
ud
id
VD4 VD2 N
V-D4 VD2 N
♣ 假定Ls= 0，用电阻R或直流电流源表示整流电路的
直流侧。
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第四章二极管整流电路
在整流电路直流输出
部分一般都要串联一个
✹ 输出的直流电压中含有一定纹波，通常在直流侧并
联一个大电容以稳定输出的直流电压。
✹ 在不考虑线路电感的前提下，该电容器的充电电压
接近交流输入电压的峰值。
✹ 在50或60Hz的交流输入电压的峰值附近，通过整
流电路的电流非常大，电流不连续。
✹ 在每半个周期内，电流在一个有限的时间段内为零，
这种整流电路的运行产生大量的畸变电流。
+
大电感，如图所示，以
us -
得到平稳的输出电流。
用恒定直流电流源近
似表示感性负载，是整 流电路的分析中是常用 的方法。
+
us(t) -
uL
L uD
ud
i
+ Ed
-
id VD1 VD3 P
is
ud
id
VD4 VD2 N
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第四章二极管整流电路
❁当us(t)大于零时，
is +
二极管VD1有id流过，us(t) -
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第四章二极管整流电路
✹ 二极管整流电路是整流电路的基础，在此基础
上采用全控型电力电子器件，实现整流电路的 功率因数、谐波、交流侧电流波形的改善和动 态特性的控制。
✹ 在对整流电路的分析中，假定二极管是理想的，
即导通时管压降为零（导通电阻为零），断开 时呈现的阻抗为无穷大。
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Hale Waihona Puke + uL - iL
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
+ uD - + uL - i
L
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
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第四章二极管整流电路
✵ t1之前，us>uR（uL
= us－uR值为正），
us i
uR
00 uD t1 t2 t3
t
电流不断增大，电感 的储能也随之增加。 0
✵ t1之后，uL为负值， 0
t3 0
uLdt
i(t3 i(0)
)
di
i(t3 )
i(0)
0
由此可知:
t3 0
uLdt
0
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第四章二极管整流电路
式
t3 0
uLdt
0 可分解为:
t1 0
uLdt
t3 t1
uLdt
0
00
us i
uD
uR t1 t2 t3 T=1/f
t
面积A和B的关系为： 0 A uL
AB 0
t1 B
电压us为负，电路中 电流为零。
+ uD- + uL - i
L
+
+
+
us
ud
R uR
-
-
-
✵t =0时，二极管出现正向偏置，电流准备流过
二极管。
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第四章二极管整流电路
✵t >0时，二极管用短路
代替。电路中的电流由 下面微分方程确定：
us
Ri
L
di dt
电感电压： uL=L·di/dt
电流随之减小。
T=1/f A uL
t1 B
uD
t t
q
f
✵ t2时刻后，虽然输入的电源电压us变负，但是电
流仍维持正向导通。
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第四章二极管整流电路
✵ t3时刻，电流减小
us i
uR
到零，二极管停止导 00 uD t1 t2 t3
t
通，整个电路相当于
T=1/f
开路。此时电感电压
0
A uL
uD
零。
❀A和B面积相等，由此可确定t3的值。
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第四章二极管整流电路
4.3 单相桥式二极管整流电路
+ is Ls
us(t) -
id
iL
+
Cd
ud
-
交流输入等 效模型
并联在直流侧的大电容起 滤波及稳压作用
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第四章二极管整流电路
4.3.1 Ls = 0 的理想电路
id
id
t
当面积A = B时，电流在t3 0
uD
t
时刻降低为零。
q
f
返回 上页 下页
第四章二极管整流电路
✵在t3时刻之后，R和L
us i
uR
上的电压为零，二极管 00 uD t1 t2 t3
t
上的电压等于－us(t)，
T=1/f
极性相反。
0 A uL
t1 B
t
0
波形在每个周期
uD
t
T(=1/f)内重复
q
f
uL i
L
+ uD
us
ud
-
+
Ed -
❀负载部分由电感和电势为Ed的直流电压源组成。
返回 上页 下页
第四章二极管整流电路
❀ 当us(t)超过Ed时，
usm
二极管在t1时刻开始
us i
导通。
0 t1 t2 t3
t
❀ 电流在t2时刻达到
峰值（us与Ed再次相
A
0
uL B
t
等时）。
0
t
❀ t3时刻电流衰减到