二极管整流作用的原理

二极管半波整流电路充分利用了二极管的单向导电特性，为电动机等功率型电气设备提供了稳定的直流脉动电压。当交流电压处于正半周时，二极管导通，输出电压为vi减去二极管正向压降vd；而在交流电压的负半周时，二极管则截止，输出电压为零。这种半波整流输出的电压波形，在电路图上清晰可见。这种电压对于电子电路来说，由于其脉动性质，不能直接作为半导体器件的电源。必须经过滤波处理，以平滑输出电压的波动。滤波电路通常通过在半波整流的输出端连接一个电容来实现，电容在交流电压正半周时充电，在负半周时通过负载电阻放电。

深入分析半波整流电路的特点，我们可以得出以下几点：

1. 半波整流输出的电压是直流脉动电压，也就是说，电压的方向是恒定的，但大小却在波动。

2. 半波整流电路的交流利用率为50%，也就是说，它只利用了交流的一半周期进行整流。

3. 在电容输出的半波整流电路中，二极管承受的最大反向电压为交流峰值电压的两倍。

相对于半波整流，全波整流电路则更为高效。在全波整流电路中，当交流电压处于正半周和负半周时，两个二极管会轮流导通，从而使负载电阻在正负两个半周都能获得同一方向的电流。这使得全波整流的效率比半波整流大大提高。全波整流电路需要变压器的次级线圈有一个中心，使得电路制作稍显复杂。

总体来说，二极管整流电路是一种将交流电转换为直流电的重要电路。无论是半波整流还是全波整流，它们的核心原理都是利用二极管的单向导电性。只全波整流在效率上更胜一筹，但也需要更复杂的电路结构。在实际应用中，我们需要根据设备的具体需求和电路制作的可行性来选择适合的整流方式。

桥式整流电路中的二极管奥秘

在电子领域中，桥式整流电路是一种常见的整流电路，它通过特殊的构造将交流电转换为直流电。这种电路的最大特点在于只需增加两只二极管，通过“桥式”连接，便能兼具全波整流电路的优点，同时在一定程度上克服其缺点。

桥式整流电路的核心构造可以参照图5-5(a)的桥式整流电路图与(b)图的简化画法。它的工作原理相当精妙：当e2为正半周时，D1和D3导通，D2和D4截止，形成上正下负的半波整流电压；而当e2为负半周时，D2和D4导通，D1和D3截止，同样形成上正下负的半波整流电压。这种重复的工作状态在Rfz上产生了全波整流电压。

在这其中，每只整流二极管承受的最大反向电压是变压器次级电压最大值的两倍，因此需要选用能承受较高电压的二极管。桥式电路中的二极管承受的反向电压比全波整流电路小一半，这是它的一个优势。

关于整流元件的选择与运用，特别需要注意的是二极管作为整流元件，必须根据不同的整流方式和负载大小进行挑选。不当的选择可能导致二极管不能安全工作甚至烧毁，或者造成资源的浪费。表5-1列出了可供参考的参数，以帮助选择适当的二极管。

在高电压或大电流的情况下，如果没有承受高电压或整定大电流的整流元件，可以通过将二极管串联或并联的方式来使用。图5-7展示了二极管并联的情况，而图5-8则展示了二极管串联的情形。

在二极管并联使用时，由于各二极管的特性不完全一致，不能均分所通过的电流，可能会导致某些管子因负担过重而烧毁。为了解决这个问题，可以在每只二极管上串联一个阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器，电流越大，R应选得越小。

在二极管串联使用时，虽然理想条件下每只管子承受的反向电压应等于总电压的几分之一，但由于每只二极管的反向电阻不尽相同，可能会造成电压分配不均。内阻大的二极管可能由于电压过高而被击穿，并可能引发连锁反应，逐个击穿其他二极管。为了避免这种情况，可以在二极管上并联一个电阻R，使电压分配均匀。这个均压电阻的阻值要取比二极管反向电阻值小，并且各个电阻器的阻值要相等。

通过对桥式整流电路中二极管的深入理解和巧妙运用，我们可以更有效地实现交流电到直流电的转换，推动电子领域的发展。