二极管的各种整流工作原理
二极管四大整流电路原理(工频/开关电源通用，分结构、波形、原理、优缺点、应用）
整流核心:利用二极管单向导电性，把交流电 →单向脉动直流电。
共4种主流电路:半波整流、全波整流(中心抽头)、桥式整流、倍压整流。
约定:交流输入有效值U2，二极管正向压降忽略；负载为纯电阻。
一、半波整流
1. 电路结构
一只二极管+变压器次级+负载RL，电路最简单。
半波整流
2. 工作过程
交流正半周:二极管阳极电位＞阴极，正向导通，电流流过负载，负载有电压输出。
交流负半周:二极管反偏截止，负载无电流、电压为0。
全波整流
3. 关键参数
输出直流平均电压:Uo(avg)≈0.45U2
二极管承受最大反向电压:URM= √2U2
流过二极管电流=负载电流
4. 特点&应用
优点:元件少、成本最低、接线简单;
缺点:脉动大、效率低、变压器利用率差(只有半周做功);
适用:极小电流、低成本简易电路(小型遥控、简易指示灯)。
二、全波整流(变压器中心抽头式）
1. 电路结构
变压器次级带中心抽头，两只二极管对称接法，抽头为公共地。
2. 工作过程
变压器次级上下两段电压幅值相等、相位相反。
正半周：上二极管导通，下二极管截止；电流经上管流向负载。
负半周：下二极管导通，上二极管截止；电流经下管流向负载。
两个半周，负载电流方向始终一致。
3. 关键参数
输出直流平均电压:Uo(avg)≈0.9U2(U2为单端绕组有效值);
二极管最大反向电压：URM= 2√2U2(反向耐压要求高)。
4. 特点&应用
优点:脉动比半波小，输出功率更大;
缺点:变压器必须带中心抽头、二极管耐压要求翻倍、绕组利用率一般;
适用:老式低压电源、部分功放供电，现在使用越来越少。
三、桥式整流(最常用，主流首选)
1. 电路结构
四只二极管组成整流桥，无中心抽头变压器，分交流输入端、直流输出正/负端。
分为两组对角二极管轮流导通：
交流正半周：D1、D3 导通，D2、D4 截止；电流路径：变压器→D1→负载→D4→变压器。
交流负半周：D2、D4 导通，D1、D3 截止；电流路径：变压器→D2→负载→D3→变压器。
正负半周都有同向电流流过负载。
3. 关键参数
输出直流平均电压：Uo(avg)≈0.9U2;
二极管最大反向电压：URM= √2U2(耐压要求低，优于中心抽头全波)。
每只二极管仅在半个周期导通。
4. 特点&应用
优点：变压器无需抽头、二极管耐压低、纹波小、绕组利用率最高
缺点：多用2只二极管，存在两只管串联压降
适用：90%以上工频电源、控制板供电、适配器、开关电源输入整流
补充：搭配大容量电解电容滤波后，空载/轻载输出电压≈√2U2。
四、倍压整流(升压整流，低压交流→高压直流)
不追求大电流，核心是利用电容储能叠加电压，实现升压，分二倍压、多倍压，以二倍压整流为例。
1. 二倍压电路结构
两只二极管 + 两只储能电容。
2. 工作过程
1. 第一个负半周：D1导通，给C1充电，C1两端电压充至 √2U2。
2. 正半周：变压器电压 + C1电压串联叠加，D2导通，给C2充电。
3. 稳态后：C2两端输出电压≈2√2U2 ，实现二倍升压。
3. 关键参数
空载输出电压：Uo≈2√2U2
- 二极管反向耐压：√2U2
电容耐压需按峰值电压选型
4. 特点&应用
优点:用低压交流得到高压直流，无需高压变压器;
缺点:带载能力极差，负载电流一大电压就暴跌，纹波大;
适用:小电流高压场景（负离子发生器、静电模块、仪表高压、闪光灯).
拓展：按此结构可级联做成三倍压、四倍压，电压逐级翻倍。