3种整流电路助你理解二极管为什么能够整流？

整流电路的定义

什么是整流电路？整流电路说的是把交流电转化为直流电，一般情况下是由变压器、整流主电路和滤波电路构成，如果想得到一个恒定的电压值，这里还需要加上一个稳压电路，对于稳压电路的种类也有很多，这个在后面的文章中会给大家详细介绍，不过今天我们只谈整流主电路部分。

半波整流

这个半波整流电路结构很简单，主要元件就用到了一个二极管，下面就是这个电路的原理图，220V输入的是一个正弦波交流电，然后经过一个变压器，经过变压器降压仍然是一个正弦交流信号。二极管有一个很典型的特点，就是单向导电性，如果二极管的阳极电压大于阴极电压二极管就会导通，相反如果阴极电压大于阳极电压二极管就截止。

下面这张图能够很好把这个过程给体现出来，对于图a是变压器输出的交流电，但是当输出电压位于正半周期时也就是a点的电压高于b点的电压，二极管就会导通，进而负载RL两端的电压就约为变压输出的电压，在图b中也能看出来；当输出电压位于负半周期时，也就是b点的电压高于a点的电压，二极管就会截止，对应电流就不能流到负载端，因此在图b中可以看到少了一半的周期。

全波整流

在半波整流中其实丢失了一半周期，效率也显然得到了限制，为了克服这个弊端用全波整流就解决了问题，相比半波整流多用了一个二极管，不过这里变压器也有要求，需要用一个带中轴线的变压器，这个原理也很容易理解，就是利用了二极管的单向导电性。

我们来分析一下这个原理，如果交流电位于正半周期，也就是a点的电压高于b点的电压，这时候二极管D1会导通，二极管D2会截止，因此电流只有从变压器a点流出，再通过二极管D1、电阻RL最后到变压器的中轴线这一条路线。

如果当交流电位于负半周期，也就是b点的电压高于a点的电压，这时候二极管D2会导通，二极管D1会截止，因此电流只有从变压器b点流出，再通过二极管D2、电阻RL最后到变压器的中轴线这一条路线。就这几样反复循环就实现了滤波，滤波前与滤波后的波形可以参考一下下面这张图。

桥式整流

桥式整流相比前两种要复杂一些，在之前的视频中也详细讲述过这个原理，这里再来说一下，这个整流电路的原理图如下，简单点的桥式整流电路由变压器、主整流桥和负载，除此之外常用的整流桥电路还有滤波电路和稳压电路，今天我们只谈滤波这一块。

如果从变压器输出的交流信号位于正半周期，也就是上端的电压高于下端的电压，正常情况下电流流到A点，面对二极管2和二极管1。

但是由于A点电压较高，显然二极管1处于截止状态而二极管2处于导通状态，因此电流会流经二极管2，再从B点流出然后经过负载到达D点。

乍一看二极管1和二极管4都能导通，但是要知道电流是从A点流进整流桥的，再经过负载（电流流经负载后电压会降低），因此D点的电压已经远远低于A点的电压，所以二极管4导通，二极管1截止，最终流入到变压器下端部分。

正半周期到这已经讲完了，下面分析一下负半周期，也就是从变压器输出后下端电压高于上端电压，当电流到达C点时又面临两个选择。

同样由于C点的电压较高，因此二极管4处于截止状态，二极管3处于导通状态，电流会流过二极管3从B点流出，然后经过负载到达D点。

和正半周期情况很像，乍一看二极管1和二极管4都能导通，但是要知道电流是从C点流进整流桥的，再经过负载，因此D点的电压已经远远低于C点的电压，所以二极管1导通，二极管4截止，最终流入到变压器上端部分。

如果去分析桥式整流电路的输出的波形可以发现和用全玻整流电路输出的波形几乎一样，那既然一样为什么要设计出两种整流方式呢？

桥式整流的优点

第一眼看过去给人感觉全波整流要比桥式整流简单，其实桥式整流有很多优于全波整流的地方，比如说在变压器这一块，全波整流就需要变压器带中轴线，而桥式整流就没这个要求；再一个当二极管处于截止状态时桥式整流二极管两端承担的电压值要比全波整流小一半，因此对二极管的性能要求就没那么高。