原標題：全波整流電路原理

全波整流電路是一種將交流電（AC）轉換為單向脈動直流電（DC）的電路，其核心原理是利用二極管的單向導電性，在交流電的正、負半周分別導通，使輸出電壓始終保持同一方向，從而“拼接”出連續的脈動直流。相比半波整流（僅利用交流電的一個半周），全波整流能更高效地利用輸入能量，輸出電壓波動更小，是電源適配、電池充電等場景的基礎技術。以下從工作邏輯、核心組件、電路類型及典型應用展開說明。

一、基本工作邏輯：雙向交流變單向脈動直流

交流電的電壓和電流方向會周期性反轉（如中國市電為50Hz、220V，每秒方向變化100次）。全波整流電路通過巧妙設計，使二極管在交流電的正半周和負半周分別導通，將兩個半周的電壓“翻轉”至同一方向，形成連續的脈動直流。例如：

• 正半周：輸入電壓為正時，部分二極管導通，電流沿一個路徑流動；

• 負半周：輸入電壓為負時，另一組二極管導通，電流沿相反路徑流動，但輸出電壓極性仍與正半周一致。

最終輸出電壓雖仍包含波動（需后續濾波平滑），但已無反向成分，可直接為直流負載供電。

二、核心組件：二極管的“單向閥門”作用

全波整流電路的核心是二極管，其單向導電性是實現整流的關鍵：

• 正向導通：當二極管陽極電壓高于陰極時，二極管導通，電流可通過；

• 反向截止：當陽極電壓低于陰極時，二極管阻斷，電流無法通過。

全波整流需至少兩個二極管（中心抽頭式）或四個二極管（橋式），通過組合導通路徑實現全周期利用。此外，實際電路中還需搭配：

• 變壓器：將市電電壓降壓至合適值（如24V、12V），同時通過中心抽頭或雙繞組提供對稱電壓；

• 濾波電容：并聯在輸出端，通過充放電平滑脈動電壓，減少波動（如將脈動直流轉換為更接近平穩的直流）。

三、兩種典型電路結構

1. 中心抽頭全波整流電路
   使用帶中心抽頭的變壓器，將次級繞組分為兩個對稱部分（電壓大小相等、相位相反）。電路包含兩個二極管：

• 正半周：一個二極管導通，電流從變壓器一端經二極管流向負載，再回到中心抽頭；

• 負半周：另一個二極管導通，電流從中心抽頭經二極管流向負載，再回到變壓器另一端。
  特點：結構簡單，但需中心抽頭變壓器，成本較高，且二極管承受的反向電壓為輸入電壓峰值（對變壓器繞組絕緣要求高）。

2. 橋式全波整流電路
   由四個二極管組成電橋結構，無需中心抽頭變壓器，直接利用交流電的兩個端子。電路工作如下：

• 正半周：兩個對角二極管導通（如D1、D3），電流從交流輸入一端經D1、負載、D3回到另一端；

• 負半周：另兩個對角二極管導通（如D2、D4），電流從交流輸入另一端經D2、負載、D4回到原端。
  特點：二極管承受的反向電壓僅為輸入電壓峰值的一半，變壓器利用率高，是應用最廣泛的全波整流方案（如手機充電器、電腦電源）。

四、典型應用場景

1. 電源適配器
   將市電轉換為低壓直流電，為手機、筆記本電腦等設備供電。橋式全波整流結合開關電源技術，可實現高效率、小體積的電源設計。

2. 電池充電
   為鉛酸電池、鋰電池等提供脈動直流充電電流。全波整流能減少充電電流的斷續，延長電池壽命（相比半波整流）。

3. 音頻設備電源
   在功放、調音臺等設備中，全波整流為電源電路提供穩定的直流電壓，降低交流紋波對音頻信號的干擾（需配合大容量濾波電容）。

4. 工業控制
   為傳感器、執行器等提供直流工作電壓，全波整流的高效率（理論利用率達81.2%，遠高于半波整流的40.6%）可減少能源浪費。

五、技術優勢與局限性

優勢：

• 效率高：充分利用交流電的兩個半周，輸出功率是半波整流的兩倍；

• 紋波小：輸出電壓波動頻率為輸入頻率的兩倍（如50Hz交流電經全波整流后紋波頻率為100Hz），更易通過濾波電路平滑；

• 適用性廣：橋式結構無需特殊變壓器，成本低，兼容性強。

局限性：

• 仍需濾波：輸出為脈動直流，需搭配電容或電感濾波才能獲得平穩直流；

• 二極管損耗：二極管導通時存在壓降（如硅管約0.7V），大電流下會消耗能量并發熱，需選擇低損耗型號或散熱設計。

六、總結

全波整流電路通過二極管的組合導通，將交流電的雙向能量“拼接”為單向脈動直流，其核心價值在于高效利用輸入電能并減少輸出波動。從中心抽頭到橋式結構，從消費電子到工業設備，全波整流技術以簡單、可靠、高效的特點，成為電力電子領域的基礎模塊。隨著寬禁帶半導體（如肖特基二極管、碳化硅二極管）的發展，未來全波整流電路將具備更低的導通損耗和更高的工作頻率，進一步推動電源系統向小型化、高效化演進。