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一、半波整流電路

（一）電路構(gòu)成

半波整流電路主要由電源變壓器 B、整流二極管 D 以及負(fù)載電阻 Rfz 三部分構(gòu)成。其中，變壓器的功能是將市電電壓（通常為 220 伏）轉(zhuǎn)換為電路所需的交變電壓 e2，為后續(xù)的整流過(guò)程提供合適的電壓輸入。

（二）工作原理與波形分析

變壓器次級(jí)產(chǎn)生的電壓 e2 是隨時(shí)間變化的正弦波電壓。

以圖 2（a）展示的波形為例，在 0～K 時(shí)間區(qū)間內(nèi)，e2 處于正半周狀態(tài)，即變壓器上端呈現(xiàn)正電位，下端呈現(xiàn)負(fù)電位。此時(shí)，二極管 D 承受正向電壓而導(dǎo)通，使得 e2 通過(guò)二極管順利加在負(fù)載電阻 Rfz 上。然而，在 π～2π 時(shí)間段，e2 轉(zhuǎn)為負(fù)半周，變壓器次級(jí)電壓極性反轉(zhuǎn)，下端變?yōu)檎娢?，上端變?yōu)樨?fù)電位，二極管 D 因此承受反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致負(fù)載電阻 Rfz 上無(wú)電壓輸出。隨著時(shí)間推移，在 π～2π 時(shí)間內(nèi)，電路重復(fù) 0～π 時(shí)間的工作過(guò)程；而在 3π～4π 時(shí)間內(nèi)，則重復(fù) π～2π 時(shí)間的工作狀態(tài)。如此循環(huán)往復(fù)，交流電的負(fù)半周被有效“削”除，僅保留正半周通過(guò)負(fù)載電阻 Rfz。最終，在 Rfz 上形成單一方向（上正下負(fù)）的電壓，如圖 2（b）所示，成功達(dá)成整流目標(biāo)。不過(guò)，此時(shí)負(fù)載電壓 Usc 與負(fù)載電流的幅值仍隨時(shí)間呈現(xiàn)脈動(dòng)變化，故而這種輸出被稱為脈動(dòng)直流。

（三）特點(diǎn)與應(yīng)用局限

半波整流這種通過(guò)舍棄交流電負(fù)半周來(lái)獲取直流成分的方法，整流效果的實(shí)現(xiàn)是以犧牲一半交流能量為代價(jià)的，電流利用率相對(duì)較低。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析可知，負(fù)載上獲得的直流電壓平均值 Usc 僅為 0.45e2?；谶@一特性，半波整流電路更適合應(yīng)用于高電壓、小電流的工作場(chǎng)景，而在常規(guī)無(wú)線電設(shè)備中，由于其整流效率等問(wèn)題，采用比例并不高。

二、全波整流電路

（一）電路結(jié)構(gòu)

通過(guò)對(duì)半波整流電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行巧妙改進(jìn)，可得到全波整流電路。圖 3 呈現(xiàn)了全波整流電路的原理圖。從結(jié)構(gòu)上看，該電路相當(dāng)于兩個(gè)半波整流電路的組合。與半波整流電路不同之處在于，全波整流電路要求變壓器次級(jí)線圈中心抽頭，將次級(jí)線圈分割為兩個(gè)對(duì)稱的繞組，進(jìn)而在次級(jí)線圈兩端引出兩個(gè)大小相等但極性相反的電壓 e2a 和 e2b，從而構(gòu)建出兩個(gè)獨(dú)立的通電回路，即 e2a、D1、Rfz 以及 e2b、D2、Rfz。

（二）工作原理與波形闡釋

結(jié)合圖 4 的波形圖可深入理解全波整流電路的工作機(jī)制。在時(shí)間范圍 0～π 內(nèi)，e2a 對(duì)二極管 D1 來(lái)說(shuō)是正向電壓，使得 D1 導(dǎo)通，在負(fù)載電阻 Rfz 上形成上正下負(fù)的電壓；與此同時(shí)，e2b 對(duì) D2 則是反向電壓，D2 截止，如圖 4（b）所示。當(dāng)時(shí)間進(jìn)入 π～2π 區(qū)間，情況發(fā)生反轉(zhuǎn)，e2b 對(duì) D2 成為正向電壓，促使 D2 導(dǎo)通，負(fù)載電阻 Rfz 上依然得到上正下負(fù)的電壓；對(duì)應(yīng)的，e2a 對(duì) D1 是反向電壓，D1 處于截止?fàn)顟B(tài)，如圖 4（c）所示。

（三）優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

全波整流電路的優(yōu)勢(shì)在于充分利用了交流電的正負(fù)兩個(gè)半周，使負(fù)載電阻 Rfz 在交流電的整個(gè)周期內(nèi)都有同一方向的電流流過(guò)，如圖 4（b）示意，因此得名全波整流。相較于半波整流，全波整流顯著提升了整流效率，負(fù)載直流電壓平均值 Usc 可達(dá) 0.9e2，是半波整流的兩倍。然而，這種電路也存在一些局限。首先，圖 3 所示的全波整流電路對(duì)變壓器提出了次級(jí)中心抽頭的要求，這在實(shí)際制作過(guò)程中會(huì)帶來(lái)諸多不便；其次，電路中每個(gè)整流二極管承受的最大反向電壓是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，這就需要選用能夠承受更高電壓的二極管，增加了元件選型的難度和成本。