交流电变直流电：从半波整流到全桥整流的原理详解

交流电变直流电：从半波整流到全桥整流的原理详解

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/weixin_74923758/article/details/144101395

交流电（AC）和直流电（DC）是两种常见的电流形式。在日常生活中，我们使用的电源插座提供的是220V交流电，而大多数电子设备内部则需要直流电才能正常工作。那么，交流电是如何转换为直流电的呢？本文将为您详细解析这一过程。

半波整流电路

我们从一个简单的电路开始：使用交流电、二极管和负载。由于二极管具有单向导电性，当交流电正极在上时，电流可以通过；而当交流电正极在下时，电流则被阻断。

用示波器观察可以发现，二极管相当于屏蔽掉了X轴下方的电流，只保留了一个方向的电流，从而输出直流电。这种整流方式称为半波整流或半桥。

然而，半波整流存在一个明显的缺点：被屏蔽掉的电流无法利用，造成了能量的浪费。

全桥整流电路

为了解决上述问题，我们可以采用全桥整流电路。当交流电正极在上时，电流方向如下图所示，完成了一个方向的电流输出，负载处的电流是上正下负。

当交流电正极在下时，通过全桥整流电路的特殊结构，负载处的电流仍然是上正下负。这意味着两个方向的电流都可以通过，负载处的电流始终保持上正下负的状态，相当于通了直流。

用示波器观察负载的电压，可以发现全桥整流相当于把负向电流沿着X轴翻折变成正向。但是，此时的直流波形虽然方向不变，但大小会随时间变化，这种直流被称为脉动直流。

脉动直流到稳定直流

要将脉动直流转化为稳定的直流，可以添加一个电容，利用其滤波作用。因为电容上的电压不可突变，它就像一个水桶，将断断续续的电流收集起来，然后平稳地释放出去。

这样输出的波形就趋近于平滑，但此时的交流电仍带有交流纹波成分。为了进一步稳定直流电压，可以采用稳压电路，通过负反馈技术消除纹波，使波形完全笔直。

经过这些处理后，交流电就成功转换为稳定的直流电了。