整流器的工作原理 整流器的作用是什么

二极管在电子工程中扮演着至关重要的角色，尤其是在整流器电路的设计中。简单来说，整流器的作用是将交流电（AC）转换为直流电（DC），这是构建交流转直流电源时不可或缺的环节。

整流电路是电子设备供电的基石。若想为电子设备通过交流电源供电，整流器便显得尤为重要。

图示直流电源的原理，我们可以看到，由一条120 V（有效值）、60 Hz的交流线路供电。电源的输出需要将不稳定的交流电压V O转化为稳定的直流电压，以保证电子电路的正常工作。

我们会遇到变压器。变压器通过降低高交流输入电压，将其转化为适合整流器工作的较低交流电压。这种变压器由两个独立的线圈绕组组成，即初级绕组和次级绕组，它们之间的匝数比例决定了AC电压的降压程度。

随后，二极管整流器登场，将交流电压v S转换为直流电压。但此时得到的直流电压仍存在较动，无法直接用于电子电路。需要滤波器来消除这些波动。

即便经过滤波处理，输出的直流电压仍会出现微小的变化，即纹波。为了建立可靠的直流电源轨道，稳压器被用来进一步降低纹波。

半波整流器在图示中有所体现，它仅利用交流输入的正半部分。我们将采用二极管的恒压降模型进行说明。根据此模型，我们可以得出相关的数学表达式。

对于半波整流器，当交流输入电压v S小于二极管的阈值电压V D时，输出电压v O为零。而当v S大于或等于V D时，整流器开始工作，此时v O等于v S减去V D。这个过程中，V D的典型值约为0.7 V。

传递特性、输入输出波形等细节在图示中均有详细展示。选择合适的二极管是整流电路的关键，需要考虑二极管处理电流的能力以及峰值反向电压等参数。

值得注意的是，当输入正弦波的峰值幅度低于V D时，整流电路无法有效工作。例如，对于峰值幅度仅为200 mV的正弦输入，二极管将无法“开启”，即无法传导大量电流。

与半波整流器不同，全波整流器能充分利用交流输入电压的正负部分。通过特定配置的电路，如带有中心降压变压器的使用，可以实现单极性输出。

在全波整流器中，电流在两个半周期内流动，且通过电阻器的电流方向始终一致。这最终产生了单极性输出电压。

本文详细介绍了整流电路的作用、半波整流器和全波整流器的运行原理及特点。整流器作为电源的基本电路，对于将交流输入电压转换为适用于电子电路的直流电压至关重要。

通过半波和全波整流器的比较，我们可以看到它们在电路设计中的不同应用及各自的优缺点。在选择适合的整流器时，需综合考虑电路需求、二极管性能及成本等因素。