整流

物理现象

整流：调整气流、水流或电流的形态，或能对气流、水流或电流的形态进行调整。

电子应用

整流电路是利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。在交流电源的作用下，整流二极管周期性地导通和截止，使负载得到脉动直流电。在电源的正半周，二极管导通，使负载上的电流与电压波形形状完全相同；在电源电压的负半周，二极管处于反向截止状态，承受电源负半周电压，负载电压几乎为零。

半波整流

半波整流是利用二极管的单向导电性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。

半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。

图5-1是一种最简单的整流电路。

它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz，组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。

下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。

全波整流

原理

全波整流使交流电的两半周期都得到了利用，其各项整流因数则与半波整流时不同，全波整流电路是由次级具有中心抽头的电源变压器Tr、两个整流二极管D1、D2和负载电阻RL组成。变压器次级电压u21和u22大小相等，相位相反，即 u21 = - u22 。式中，U2 是变压器次级半边绕组交流电压的有效值。全波整流电路的工作过程是：在u2 的正半周（ωt = 0~π）D1正偏导通，D2反偏截止，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压与u21 相同。在u2 的负半周（ωt =π~2π），D1反偏截止，D2正偏导通，RL上也有自上而下的电流流过，RL上的电压与u22相同。可见，负载RL上得到的也是一单向脉动电流和脉动电压。其平均值分别为：

流过负载的平均电流为：

选择整流二极管时，应以此二参数为极限参数。

工作过程

全波整流电路的工作过程是：在u2的正半周（ωt=0~π）D1正偏导通，D2反偏截止，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压与u21相同。在u2的负半周（ωt=π~2π），D1反偏截止，D2正偏导通，RL上也有自上而下的电流流过，RL上的电压与u22相同。可见，负载凡上得到的也是一单向脉动电流和脉动电压。其平均值分别为：GS0705流过负载的平均电流为GS0706流过二极管D的平均电流（即正向电流）为加在二极管两端的最高反向电压为选择整流二极管时，应以此二参数为极限参数。

作用

全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要求输出电压不太高的场合。

桥式整流

原理

桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3加正向电压，Dl、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、D1、Rfz 、D3通电回路，在Rfz 上形成上正下负的半波整流电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。

如此重复下去，结果在Rfz 上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。

桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤。桥式整流器 BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流桥堆。桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。

桥式整流的输入电流波形有较大畸变，会对电网产生谐波污染，图5-4为6脉二极管整流的输入电压电流波形图。

选择和运用

需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。

异常整流

异常整流（anomalous rectification）内向的整流作用。即指在膜上通电的时候，内向的电流易于流动，由此而造成的超极化的大小比同一强度的外向电流所造成的去极化要小的情况。也就是由于膜对K+的通透性随方向而改变所引起的现象，首先是在蛙的肌肉中发现，用这种材料第一次明确地观察到由于外液中K+浓度的增加，膜的静止电位降到零附近的事实。另外对蝲蛄肌肉也观察到了一般的休止电位。特别是在心肌上得到了进一步的发展，用这一材料根据去极化的改变。膜的K+通透性反而减少，这在维持动作电位的峰值上是有用的。它和延迟整流发生的方向相反，而且对膜电流变化的响应在时间上也迟，但也有在同一膜中两种整流作用并存的情况。由于与恒场（constantfield）理论预想的整流作用方向相反，所以称为异常整流。

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