半波整流電路工作原理及特點

整流器是將交流電壓轉換為直流電壓的電子設備。換句話說，它將交流電轉換成直流電。幾乎所有的電子設備都使用整流器。主要用于將主電壓轉換為電源部分的直流電壓。通過使用直流電壓供應電子設備工作。根據導通時間，整流器分為兩類：半波整流器和全波整流器。

半波整流器的工作

在正半周期內，二極管處于正向偏置狀態，并將電流傳導至RL（負載電阻）。在負載上產生電壓，這與正半周的輸入交流信號相同。

半波整流電路工作原理和特點

或者，在負半周期間，二極管處于反向偏置狀態，沒有電流流過二極管。只有交流輸入電壓出現在負載兩端，并且這是在正半周期內可能出現的最終結果。輸出電壓脈動直流電壓。

整流器電路

單相電路或多相電路位于整流器電路之下。對于國內應用，使用單相低功率整流電路，工業HVDC應用需要三相整流。PN結二極管最重要的應用是整流，它是將交流轉換為直流的過程。

單相整流器

半波整流

在單相半波整流器中，交流電壓的正或負一半流動，而交流電壓的另一半被阻斷。因此輸出只接收交流波的一半。單相半波整流需要一個二極管，三相電源需要三個二極管。半波整流器比全波整流器產生更多數量的紋波，并且消除諧波需要更多的濾波。

對于正弦輸入電壓，理想半波整流器的空載輸出直流電壓為Vrms = Vpeak / 2Vdc = Vpeak /π

這里

Vdc，Vav - 直流輸出電壓或平均輸出電壓

Vpeak - 輸入相電壓的峰值

Vrms - 均方根值的輸出電壓

半波整流器的操作

PN結二極管僅在正向偏置條件下導通。半波整流器采用與PN結二極管相同的原理，從而將交流轉換為直流。在半波整流電路中，負載電阻與PN結二極管串聯。交流電是半波整流器的輸入。一個降壓變壓器需要輸入電壓，而變壓器的輸出結果會提供給負載電阻和二極管。

在正半周期內，二極管處于正向偏置狀態。在負半周期間，二極管處于反向偏置狀態。電壓輸出在負載電阻上測量。在正半周期內，輸出為正值且顯著。在負半周期內，輸出為零或不顯著。這被稱為半波整流。

半波整流器的工作

在正半周期中，當上端的次級繞組相對于下端為正時，二極管處于正向偏置狀態并導通電流。在正半周期中，當假定二極管的正向電阻為零時，輸入電壓直接施加到負載電阻。輸出電壓和輸出電流的波形與交流輸入電壓的波形相同。

在負半周期中，當下端的次級繞組相對于上端為正時，二極管處于反向偏置狀態并且不傳導電流。在負半周期間，負載兩端的電壓和電流保持為零。反向電流的幅度非常小，并且被忽略。所以，在負半周期內沒有功率輸出。

一系列正半周是在負載電阻上產生的輸出電壓。輸出是一個脈動的直流波，并使平滑的輸出波濾波器，這應該是跨越負載，使用。如果輸入波是半周期的，那么它被稱為半波整流器。

三相半波整流電路

三相半波非控制整流器需要三個二極管，每個都連接到一個相。三相整流器電路在直流和交流連接上都會產生大量諧波失真。直流側輸出電壓每個周期有三個不同的脈沖。

半波整流器特性

用于以下參數的半波整流器的特性

PIV（峰值反向電壓）

在反向偏壓條件下，二極管必須承受其最大電壓。在負半周期內，沒有電流流過負載。因此，二極管上會出現整個電壓，因為負載電阻沒有電壓降。

半波整流器的PIV = V SMAX

二極管的平均電流和峰值電流

假設變壓器次級的電壓為正弦波，其峰值為V SMAX。施加給半波整流器的瞬時電壓是Vs = V SMAX Sin wt流過負載電阻的電流是

I MAX = V SMAX /（R F + R L）

規

調整是空載電壓與滿載電壓相對于滿載電壓的差值，電壓調整百分比為％調節= {（Vno-load-Vfull-load）/ Vfull-load} * 100效率輸入AC與輸出DC的比率稱為效率（？）。

？= Pdc / Pac

傳遞給負載的直流電源是

Pdc = I 2 dc R L =（I MAX /π）2 R L

輸入到變壓器的交流電源，

Pac =負載電阻的功耗+結型二極管的功耗

= I 2 rms R F + I 2 rms R L = {I 2 MAX / 4} [R F + R L ]

α= Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R F / R L }

當R F被忽略時，半波整流器的效率為40.6％。

紋波系數（γ）

紋波含量被定義為輸出DC中存在的AC含量。如果紋波系數較小，整流器的性能會更好。半波整流器的紋波系數值為1.21。

I 2 = I 2 dc + I 2 1 + I 2 2 + I 2 4 = I 2 dc + I 2 acγ=我交流 / I DC =（I 2 - I 2 直流）/ I DC = {（I RMS / I 2 直流）/目標值Idc = {（I RMS / I 2 直流）-1} = K ?F 2 -1 ）其中kf - 形狀因子kf = Irms / Iavg =（Imax / 2）/（Imax /?）=?/ 2 = 1.57所以， γ =（1.572-1）= 1.21變壓器利用系數（TUF）

它被定義為輸送到負載和變壓器次級AC額定值的AC電力的比率。半波整流器的TUF約為0.287。

半波整流器的優點

低廉,簡單,使用方便,組件數量少,半波整流器的缺點

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