电力电子技术03 AC-DC整流器（2）---单相半波整流器 二极管不控整流

半波整流器是一种简单的AC-DC整流电路，它将输入的交流电（AC）的一半（正或负半周期）转换为直流电（DC）。这种电路利用二极管的单向导电特性，在正半周期时允许电流通过，而在负半周期时阻止电流通过，从而只输出正向的电流。

一、阻性负载半波整流器的工作原理

1. 阻性负载半波整流器结构

阻性负载半波整流器的结构非常简单，通常只需要一个二极管和一个负载电阻组成。电路主要包括以下几个部分：

• 交流电源（AC）：输入的交流电，通常是正弦波形。
• 二极管：负责将输入电压的正半周期导通，阻止负半周期的电流通过。
• 负载电阻（R）：负载电路，它接收到整流后的输出电压和电流。

2. 阻性负载半波整流器工作过程

半波整流器在工作过程中会截断交流电的负半周期，只让正半周期的电流通过。具体工作步骤如下：

• 正半周期：在输入交流电的正半周期，电源的电压为正，二极管正向导通，电流可以通过二极管并流过负载电阻。这时，负载上的电压等于二极管的正向电压（几乎等于输入的交流电压）。

• 负半周期：在输入交流电的负半周期，电源的电压为负，二极管反向截止，阻止电流通过电路。这时，负载电阻上没有电流通过，输出电压为零。

3.阻性负载半波整流器的波形

在半波整流器中，输出的电流和电压波形与输入的交流电波形不完全相同。假设输入的是正弦波，输出波形的特点是：

• 在输入正半周期时，输出波形是一个与输入正半周期相同的波形。
• 在输入负半周期时，输出电压和电流均为零，因为二极管在负半周期时处于截止状态。

因此，输出波形看起来是一个“脉动的直流电”，即只包含正半周期的脉冲，而负半周期为零，频率保持与输入电源相同。

4.阻性负载半波整流器的数学分析

为了更深入理解半波整流器的输出特性，我们可以用一些基本的数学公式来描述输出电压和电流。

4.1. 平均输出电压（直流电压）

输出电压是脉动的，因此它的平均值不等于输入电压的峰值。平均输出电压可以通过以下公式计算：</