什么是全波整流器？

全波整流器被定義為一種將交流波（交流信號）每個周期的兩半轉(zhuǎn)換為脈動直流信號的整流器。全波整流器用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，需要多個二極管來構(gòu)建。全波整流是將交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號的過程。

將交流電 (AC) 轉(zhuǎn)換為直流電的電路稱為整流器。如果這種整流器對輸入交流波形的正半周和負半周都進行整流，則該整流器是全波整流器。

全波整流器通過使用一組二極管實現(xiàn)這一點。二極管僅允許一個方向的電流并阻止另一方向的電流。

全波整流器的工作原理

在該電路中，我們使用兩個二極管，每半個波一個。使用多繞組變壓器，其次級繞組通過公共中心抽頭連接被平均分成兩半。配置導(dǎo)致每個二極管在其陽極端子相對于變壓器中心點 C 為正時依次導(dǎo)通，在兩個半周期期間產(chǎn)生輸出。與半波整流器相比，這種整流器的優(yōu)點是靈活。

該電路由連接到單個負載電阻 (RL) 的兩個功率二極管組成，每個二極管依次向負載電阻提供電流。當變壓器的A點相對于A點為正時，二極管D1正向?qū)ǎ缂^所示。當B點相對于C點在負半周期內(nèi)為正值時，二極管D2正向?qū)ǎ鹘?jīng)電阻R的電流在波形的兩個半周期內(nèi)方向相同。

電阻R兩端的輸出電壓是兩個波形的相量和，也稱為雙相電路。每個二極管產(chǎn)生的每個半波之間的空間現(xiàn)在被另一個二極管填充。負載電阻兩端的平均直流輸出電壓現(xiàn)在是單個半波整流器電路的兩倍，并且假設(shè)沒有損耗，約為峰值電壓的 0.637Vmax。 VMAX 是次級繞組一半的最大峰值，VRMS 是 RMS 值。

全波整流器電路圖分享

1、帶電容濾波器的全波整流器電路圖

全波整流器的主要功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。顧名思義，該整流器對 i/p 交流信號的兩個半周期進行整流，但在 o/p 處獲取的直流信號仍然有一些波形。為了減少輸出端的這些波，使用了這個濾波器。

在使用電容濾波器的全波整流電路中，電容C位于RL負載電阻兩端。該整流器的工作原理與半波整流器幾乎相同。唯一的區(qū)別是半波整流器只有二分之一周期（正或負），而全波整流器有兩個周期（正和負）。

一旦在整個正半周期內(nèi)施加 i/p 交流電壓，D1 二極管就會獲得正向偏置并允許電流流動，而 D2 二極管則獲得反向偏置并阻止電流流動。

在上述半個周期中，D1 二極管中的電流經(jīng)過濾波器并為電容器供電。但是，只有當施加的電壓高于電容器電壓時，電容器才會充電。首先，電容器不會充電，因為電容器板之間不會留下電壓。因此，當電壓接通時，電容器將立即充電。

在整個傳輸時間內(nèi)，電容器被充電至 i/p 電源電壓的最高值。電容器在正半周期的四分之一波形處包含最高電荷。此時，電源電壓相當于電容器的電壓。一旦交流電壓開始下降并低于電容器的電壓，之后電容器開始逐漸放電。

當 i/p 交流電壓源出現(xiàn)負半周期時，D1 二極管會出現(xiàn)反向偏置，但 D2 二極管會出現(xiàn)正向偏置。在整個負半周期中，第二個二極管中的電流使濾波器對電容器充電。但是，當施加的交流電壓高于電容器的電壓時，電容器充電就會簡單地發(fā)生。

電路中的電容器沒有充滿電，因此充電不會立即發(fā)生。一旦電源電壓高于電容器的電壓，電容器就會充電。在這兩個半周期中，電流將以相似的方向流過 RL 負載電阻。因此，我們要么獲得整個正半周期，要么獲得負半周期。這樣，我們就可以得到總的正半周。

2、全波二極管整流器電路圖

全波二極管整流器的電路圖如下：

全波整流也可以使用由四個二極管組成的橋式整流器來實現(xiàn)。

根據(jù)該圖，當D1和D3正向偏置時，它們導(dǎo)通，但D2和D4以及D1和D3上的反向偏置在兩種情況下負載電流在相同方向上。

橋式整流器比簡單的全波整流器有幾個優(yōu)點。它的性能和效率優(yōu)于簡單的全時整流器。

3、中心抽頭全波整流器電路圖

中心抽頭全波整流電路的電路圖如下所示。該整流器電路可以設(shè)計有一個交流電源、兩個二極管、一個負載電阻和一個中心抽頭變壓器。如下電路圖所示，兩個二極管連接到中心抽頭變壓器的兩端。

電路內(nèi)的交流電源提供給中心抽頭變壓器的主繞組。連接在次級（次要）繞組中心的中心抽頭或額外導(dǎo)線將 i/p 電壓分為兩部分。

次級繞組的較高部分耦合到“D1”二極管，而較低部分耦合到“D2”二極管。兩個二極管都使用中心抽頭變壓器簡單地連接到負載電阻 (RL)。通常，中心抽頭被視為接地點或零電壓參考。

4、使用SCR的全波整流器電路圖

對于 全波整流 ，兩個 SCR 連接在中心膠帶次級上，如圖所示。兩個 SCR 的柵極均由兩個柵極控制電源電路供電。

一個 SCR 在正半周期間導(dǎo)通，另一個在負半周期間導(dǎo)通，因此負載電路中電流單向流動。該電路相對于普通全波整流電路的主要優(yōu)點是可以通過調(diào)節(jié)柵極電流來控制輸出電壓。

5、使用CA3140運算放大器的單電源精密全波整流器電路圖

下圖描述了精密全波整流電路。該電路僅需要一個電源，使其適用于電池供電的設(shè)備。

在輸入的正周期期間，信號通過反饋網(wǎng)絡(luò)直接饋送到輸出，給出Vout=R3/(R1+R2+R3)的傳遞函數(shù)。在輸入的正周期，二極管1N914斷開運算放大器輸出，因為運算放大器輸出為零。

在輸入信號的負周期期間，CA3140 用作普通反相放大器，增益等于 -R2/R1。當滿足圖中所示的兩個方程的等式時，全波輸出是對稱的。請注意，輸出沒有緩沖，因此輸出應(yīng)僅連接到高阻抗級，其阻抗遠高于 R3。注意：圖中顯示的方程GAIN=(R2/R1)=X=(R3/(R1R2+R3))是錯誤的，正確的公式應(yīng)該是GAIN=(R2/R1)=X=(R3/ (R1+R2+R3))。

6、單運放全波整流器電路圖

下圖所示的全波整流電路即使采用 5 V 單電源供電，也能提供高達 ±2.5 V 的輸入信號絕對值。

該放大器充當負輸入的單位增益逆變器。運算放大器輸出由正信號強制接地。 1N914 二極管變?yōu)榉聪蚱茫盘柾ㄟ^ R1 和 R2 到達輸出。負載阻抗會導(dǎo)致輸出不對稱，因為輸出阻抗取決于輸入極性。這可以通過減小 R2 以實現(xiàn)恒定負載阻抗來糾正。第二個 OP90 可以緩沖變化的負載或重負載。具有 4 Vp-p、10 Hz 輸入信號的全波整流器的輸出也如圖所示。