6.全波整流簡介及基本工作原理說明

傳統上電子電路的主要來源不外乎就是直流電與交流電， 

【直流電】粗略的說就是一般我們常見的電池、太陽能…等，低壓時(<48V)不會觸電的電就是直流電。 

但，除了太陽能以外的電池總有電力用盡的時候， 同時會因為電力的耗盡導致輸出電壓會跟著下降、電壓不穩。 

如果是大功率的電器用品，使用電池當作供電來源就不是一個很好的選擇。

 
【交流電】就是我們牆上插座上那個不小心碰到會讓人「身、心」為之一「震」的東西， 

萬一不小心碰到，運氣好一點的「啊~~」一聲、然後精神會變好 + 咕噥幾句就沒事; 

運氣不好的連慘叫的機會都沒有、直接上天堂當天使去~。 

發電廠發出來的電就是【交流電】，交流電因為供應穩定、不會有電壓下降的問題， 

是一個很好的家電產品或是高耗能電器產品很好的一個來源。 

為什麼電廠要發交流電而不是直流電? 

這是有故事的: 

想當年發明燈泡的偉大【愛迪生】堅持直流電是安全的，電廠應該發直流電供用戶使用。 

但他有一個競爭對手叫--【特斯拉】堅持使用交流電的傳輸效率比較高， 

他的堅持是對的，而且人類第一個無線充電的概念也是他發明的…。 

咳~!扯遠了，這是另一個話題，有興趣的人可以上網搜尋一下相關的文章。 

既然是會電人的交流電，要如何變成不會電人的直流電? 

這個時候就會進入我們這堂課要說的主題:【全波整流】 

全波整流簡介 

主要分為兩種:一是「橋式整流」電路，一是「中心抽頭全波整流」電路，

主要是利用二極管的特性做單向導通進行整流的做用，常用於交流電轉換成直流電來使用。 

【橋式整流電路】

　　橋式整流全波整流電路如下圖（a）、（b）、（c）三種不同畫法。 

由電源變壓器Tr、四顆整流二極管D1~4和負载电阻RL组成。看起來像一座橋故稱橋式整流。

如下圖橋式整流為全波整流，使用四個二極管所組成的方式， 

使在u1 and u2有正負半週電流流過負載，在負載形成單方向的全波脈動電壓。

橋式整流工作方式： 

• 如圖一所示u2的正半周，D1、D3導通，D2、D4截止， 電流由Tr次級上端經D1→ RL →D3回到TR 次級下端，在負載RL上得到一半波整流電壓。 

• 如圖二所示u2的負半周，D1、D3截止，D2、D4導通， 電流由Tr次級的下端經D2→ RL →D4 回到Tr次級上端， 在負載RL 上得到另一半波整流電壓。 

這樣就在負載RL上得到一個與全波整流相同的電壓波形。 

(3)如圖三所示為全波脈動電壓波形，為正半周及負半周導通時所液產生的UL電壓之波形。 

其電流的計算，即 UL = 0.9U2 , IL = 0.9U2／RL 流過每個二極體的平均電流為ID = IL／2 = 0.45 U2／RL 

全波整流的特點： 

輸出電壓高、脈動小、正負半週都有電流提供給負載，因此得到充分的利用達到較高的效率。 

在半導體產業發展速度快的情況之下，相較要求成本較低的現今，橋式整流電路因而在實際中應用中較為廣泛被大家所使用。
 

中心抽頭全波整流電路

如下圖所示由兩個半波整流電路組合成的。

變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓。

工作方式：

• 正半週時，二極體D1順向偏壓導電，D2逆向偏壓截止，電流由變壓器上端流出，經D1流過RL再回到變壓器中心抽頭，構成迴路，輸出正電壓。 

如下圖所示。

• 負半週時，二極體D1逆向截止，D2順向導電，電流由變壓器下端流出，經D2流過RL再回到變壓器中心抽頭，構成迴路，輸出亦為正電壓。 

其輸出如下圖所示。  

全波整流的特点： 

變壓器中心抽頭的全波整流電路，主要是靠具有中心抽頭的變壓器作為分相動作，再由二極體構成全波整流，為一高效率整流電路，唯變壓器需使用兩組，效率低。 

當負半週時D2逆向偏壓截止，D2同時承受:Vm－(－Vm)=2Vm 的逆向電壓，因此PIV應為2Vm。
 

<小貼士1>

只用2顆二極體雖然可以省下橋式整流的另2顆二極體的成本，但因為需要中心抽頭的變壓器，所以得端看客戶的設計考量， 

因為橋式整流同時會經過2顆二極體、其Vf 是全波整流的2倍。 

<小貼士2>

整流完就不會電人了嗎? 答案是否定的，看倌們看到那個整流完的波型是直直一條線對吧? 所以還是會電人^^|| 

改天有空再寫一篇【濾波】讓會電人的脈動波變成不會電人(<48V)的直流。 

【交流電】>>【整流+濾波】=【直流電】