十一、交流电的整流

由供电线路供给的通常都是交流电，但在生产和生活中也要用直流电，如电解、电镀、蓄电池充电、直流电动机等都要用直流电。这就需要把交流电变成直流电。把交流电变成直流电的过程叫做整流。晶体二极管（简称二极管）具有单向导电性，只许电流单方向通过，可以用来整流。常用的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流。

半波整流图 3－31 是半波整流电路。B 是电源变压器，D 是二极管，R 是用电器的电阻，也叫负载电阻或负载。

当变压器的原线圈有交流电输入时，变压器的副线圈就有交变电压输出。设输出的交变电压为 u=Umsinωt，它的波形如图 3－32 甲所示。

当变压器输出的交变电压处于正半周时，a 正 b 负，二极管因加正向电压而导通，电流方向由 a 经 D、R 到 b。二极管导通时正向电阻很小，与负载电阻相比可以忽略，因而电压全部加在负载电阻上。这时负载电阻上的电压波形与变压器输出的电压波形相同。

当变压器输出的交变电压处于负半周时，a 负 b 正，二极管因加反向电压而截止。二极管截止时，它的反向电阻可以看作无限大，电路中的电流近似为零。这时电压全部加在二极管上，负载电阻上的电压为零。

图 3－32 乙是负载电阻的电压波形，图 3－32 丙是负载电阻的电流波形。可见，整流后负载电阻获得的是强度随时间变化的直流电，也叫脉动直流电。

半波整流电路简单，使用元件少，但只利用交流电的半个周期，负载获得的直流电脉动性大，变压器的利用率低，只适宜在小功率和要求不高的设备中使用。

全波整流图 3－33 是全波整流电路，两只二极管的负极都通过负载电阻 R 与变压器副线圈中心抽头 O 连接。当变压器输出的交变电压处于正半周时，a 正 b 负，O 点电势介于 a、b 之间，二极管 D1 因加正向电压而导通，D2 因加反向电压图 3－33 而截止。这时电流方向是由 a 经 D1、R 到 O，如图中实线箭头所示。当变压器输出的交变电压处于负半周时，a 负 b 正，二极管 D1 截止，D2 导通。这时电流方向是由 b 经 D2、R 到 O，如图中虚线箭头所示。可见，无论正半周或负半周，通过负载电阻 R 的电流方向总是相同的。图 3－34 是全波整流的波形，其中甲是变压器副线圈 a、O 间或 O、b 间的交变电压波形，乙是负载电阻的电压波形， 丙是负载电阻的电流波形。

全波整流使交流电的两个半周期都得到利用，负载获得的直流电脉动性比较小，但变压器副线圈要有中心抽头，副线圈的圈数是半波整流的二倍，变压器利用率也不高。二极管在截止状态时承受的反向电压是副线圈上 a、b 间的全部电压，因此要选用耐压性能较高的二极管。

桥式整流图 3－35 是桥式整流电路。当变压器输出的交变电压处于正半周时，a 正 b 负，二极管 D1、D3 因加正向电压而导通，D2、D4 因加反向电压而截止。这时电流方向是由 a 经 D1、R、D3 到 b。当变压器输出的交变电压处于负半周时， a 负 b 正，二极管 D1、D3 因加反向电压而截止，D2、D4 因加正向电压而导通。这时电流方向是由 b 经 D2、R、D4 到 a。可见，无论正半周或负半周，通过负载电阻 R 的电流方向也总是相同的。桥式整流的波形跟全波整流的波形相似。

桥式整流克服了半波整流和全波整流的缺点，在无线电技术中应用较广，它

的缺点是需要的整流元件较多。