整流器是一種將交流電轉(zhuǎn)換為單向電流的電子設(shè)備，換句話說，整流器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。我們在幾乎所有的電子設(shè)備中都使用整流器，主要是在電源部分，將主電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。每個電子設(shè)備都只能在直流電源上工作。

整流器按導通周期分類，可分為：

（1）半波整流器。
（2）全波整流器。

一、什么是半波整流器？

半波整流器是一種只對波形的半個周期進行整流的整流器。本文介紹了半波整流電路的工作原理。半整流器由降壓變壓器、連接在變壓器上的二極管和連接在二極管陰極端的負載電阻組成。半波變壓器電路圖如下圖所示：

主電源電壓提供給變壓器，變壓器將增加或降低電壓并提供給二極管。在大多數(shù)情況下，我們將通過使用降壓變壓器來降低電源電壓，降壓變壓器的輸出也是交流電。這種降低的交流電壓提供給與變壓器次級繞組串聯(lián)連接的二極管，二極管是電子元件，只允許正向偏置電流，不允許反向偏置電流。從二極管我們將獲得脈動直流電并提供給負載電阻RL。

半波整流器的工作原理：
提供給整流器的輸入將具有正循環(huán)和負循環(huán)。半整流器將只允許正半周而忽略負半周。所以首先我們將看到半波整流器如何在正半周內(nèi)工作。

正半周期：
在輸入交流電源提供給降壓變壓器的初級繞組的正半周期中，我們將在次級繞組處獲得降低的電壓，該電壓提供給二極管。
二極管將允許電流在正向偏壓中以順時針方向從陽極流向陰極（二極管導通將在正向偏壓下發(fā)生），這將僅產(chǎn)生交流的正半周期。
二極管將消除電源中的變化并將脈動直流電壓提供給負載電阻RL。我們可以在負載電阻處獲得脈動直流電。

負半周期：
在負半周，電流將沿逆時針方向流動，二極管將進入反向偏置。在反向偏置下，二極管不會導通，沒有電流從陽極流向陰極，我們無法在負載電阻上獲得任何功率。
只有少量的反向電流從二極管流出，但該電流幾乎可以忽略不計。負載電阻兩端的電壓也為零。

二、半波整流器的特點

半波整流器有一些特點，它們是:

1.效率：效率定義為輸入交流與輸出直流之比。

效率：? = P _dc / P_ac

輸送到負載的直流功率，P_dc = I²_dc R_L = ( I_max/pi ) ² R_L

變壓器的交流電源輸入，Pac=二極管結(jié)點的功耗+負載電阻RL的功耗

=I²_rms R_F + I²_rms R_L = {I²_MAX/4}[R_F + R_L]

整流效率，? = P_dc / P_ac = {4/ ²}[RL/ (R_F + R_L)] = 0.406/{1+ R_F/RL }

如果R_F被忽略，半波整流器的效率為40.6％。

2、紋波系數(shù)：定義為輸出直流中交流成分的多少。它只不過是輸出直流電中的交流噪聲量。紋波系數(shù)越小，整流器的性能越好。半波整流的紋波系數(shù)約為1.21（全波整流約為0.48）。它可以計算如下：

負載電流I的有效值是諧波電流I1、I2、I3、I4和直流電流Idc的均方根值之和。

I² =I²_dc+I²₁+I²₂+I²₄  =  I²_dc +I²_ac

紋波系數(shù)，表示為 γ = I _ac / I_dc = (I² – I²_dc) /  I_dc = {( I _rms / I_dc²)-1} = K_f² – 1)

其中 K_f  是輸入電壓的形狀因子。形狀因子表示為

K_f = I_rms /I_avg = (I_max/₂)/ (I_max/pi) = pi/2 = 1.57

所以，紋波系數(shù)，γ = (1.57² – 1) = 1.21

3、反向峰值電壓： 定義為二極管在反向偏壓下所能承受的最大電壓。在反向偏置期間，由于二極管不傳導二極管兩端的總電壓降。因此峰值反向電壓等于輸入電壓 Vs。

4.、變壓器利用率 (TUF)：TUF 定義為輸送到負載的直流功率與變壓器次級交流額定值的比率。半波整流器約為 0.287，全波整流器約為 0.693。

半波整流器主要用于小功率電路。與其他整流器相比，它的性能非常低。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的“什么是半波整流器？有什么工作原理和特點？”。英銳恩專注單片機應(yīng)用方案設(shè)計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。