半波整流电路，全波半桥整流电路，全桥整流电路

一、三种整流电路的核心原理与结构

整流电路的本质是将交流电（AC）转化为单向脉动的直流电（DC），核心元件是二极管（利用其单向导电特性）。

1. 半波整流电路（Half-Wave Rectifier）

• 核心特点：仅利用交流电的一个半周（通常是正半周），负半周被截止，结构最简单但效率最低。

• 结构组成：1 个二极管 + 1 个负载（如电阻、电容） + 交流电源。

• 工作过程：

  1. 当交流电压处于正半周时，二极管正向导通，电流经过二极管流向负载，负载两端产生正向电压。
  2. 当交流电压处于负半周时，二极管反向截止，电路中无电流，负载两端电压为 0。

• 输出波形：仅保留正半周的脉动波形，存在大量空白时间（负半周无输出）。

2. 全波半桥整流电路（Full-Wave Center-Tapped Rectifier）

• 核心特点：利用交流电的正负两个半周，但需要带中心抽头的变压器，效率比半波高。

• 结构组成：2 个二极管 + 1 个带中心抽头的变压器 + 1 个负载。

  • 变压器次级绕组被中心抽头分为两段，两段电压大小相等、极性相反。

• 工作过程：

  1. 正半周时，上半绕组电压为正，二极管 1 导通，电流经二极管 1→负载→中心抽头形成回路，负载获得正向电压。
  2. 负半周时，下半绕组电压为正，二极管 2 导通，电流经二极管 2→负载→中心抽头形成回路，负载仍获得正向电压（方向不变）。

• 输出波形：正负半周都被转化为正向脉动波形，无空白时间，但波形脉动频率与输入交流电频率相同（如 50Hz 交流电，输出脉动频率仍为 50Hz）。

3. 全桥整流电路（Full-Wave Bridge Rectifier）

• 核心特点：同样利用交流电的正负两个半周，无需中心抽头变压器，结构更紧凑，是目前最常用的整流电路。

• 结构组成：4 个二极管（组成 “整流桥”） + 1 个普通变压器 + 1 个负载。

• 工作过程（以常见的 “桥式接法” 为例）：

  1. 正半周时，二极管 1、3 导通，二极管 2、4 截止，电流经二极管 1→负载→二极管 3 形成回路，负载获正向电压。
  2. 负半周时，二极管 2、4 导通，二极管 1、3 截止，电流经二极管 2→负载→二极管 4 形成回路，负载仍获正向电压（方向不变）。

• 输出波形：与全波半桥类似，正负半周均转化为正向脉动波形，但脉动频率是输入交流电的2 倍（如 50Hz 交流电，输出脉动频率为 100Hz），波形更平滑。

二、三种整流电路的核心区别对比

对比维度	半波整流电路	全波半桥整流电路	全桥整流电路
二极管数量	1 个	2 个	4 个
变压器要求	无特殊要求（可不用）	必须带中心抽头	普通变压器（无抽头）
利用交流半周	仅 1 个（正 / 负）	2 个（正 + 负）	2 个（正 + 负）
输出脉动频率	与输入相同（如 50Hz）	与输入相同（如 50Hz）	输入的 2 倍（如 100Hz）
输出电压平均值	约 0.45× 输入交流电压	约 0.9× 输入交流电压	约 0.9× 输入交流电压
效率与应用场景	效率低（约 40%），仅用于小电流、低要求场景（如充电器指示灯）	效率中等（约 80%），但变压器抽头成本高，较少用	效率高（约 80%），波形平滑，广泛用于电源适配器、工业设备等

三、电路图与电路仿真

1.半波整流电路

2.全波半桥整流电路

3.全桥整流电路

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