整流器是一种将交流电转换为单向电流的电子设备，换句话说，整流器将交流电压转换为直流电压。我们在几乎所有的电子设备中都使用整流器，主要是在电源部分，将主电压转换为直流电压。每个电子设备都只能在直流电源上工作。

整流器按导通周期分类，可分为：

（1）半波整流器。
（2）全波整流器。

一、什么是半波整流器？

半波整流器是一种只对波形的半个周期进行整流的整流器。本文介绍了半波整流电路的工作原理。半整流器由降压变压器、连接在变压器上的二极管和连接在二极管阴极端的负载电阻组成。半波变压器电路图如下图所示：

主电源电压提供给变压器，变压器将增加或降低电压并提供给二极管。在大多数情况下，我们将通过使用降压变压器来降低电源电压，降压变压器的输出也是交流电。这种降低的交流电压提供给与变压器次级绕组串联连接的二极管，二极管是电子元件，只允许正向偏置电流，不允许反向偏置电流。从二极管我们将获得脉动直流电并提供给负载电阻RL。

半波整流器的工作原理：
提供给整流器的输入将具有正循环和负循环。半整流器将只允许正半周而忽略负半周。所以首先我们将看到半波整流器如何在正半周内工作。

正半周期：
在输入交流电源提供给降压变压器的初级绕组的正半周期中，我们将在次级绕组处获得降低的电压，该电压提供给二极管。
二极管将允许电流在正向偏压中以顺时针方向从阳极流向阴极（二极管导通将在正向偏压下发生），这将仅产生交流的正半周期。
二极管将消除电源中的变化并将脉动直流电压提供给负载电阻RL。我们可以在负载电阻处获得脉动直流电。

负半周期：
在负半周，电流将沿逆时针方向流动，二极管将进入反向偏置。在反向偏置下，二极管不会导通，没有电流从阳极流向阴极，我们无法在负载电阻上获得任何功率。
只有少量的反向电流从二极管流出，但该电流几乎可以忽略不计。负载电阻两端的电压也为零。

二、半波整流器的特点

半波整流器有一些特点，它们是:

1.效率：效率定义为输入交流与输出直流之比。

效率：Ƞ = P _dc / P_ac

输送到负载的直流功率，P_dc = I²_dc R_L = ( I_max/pi ) ² R_L

变压器的交流电源输入，Pac=二极管结点的功耗+负载电阻RL的功耗

=I²_rms R_F + I²_rms R_L = {I²_MAX/4}[R_F + R_L]

整流效率，Ƞ = P_dc / P_ac = {4/ ²}[RL/ (R_F + R_L)] = 0.406/{1+ R_F/RL }

如果R_F被忽略，半波整流器的效率为40.6％。

2、纹波系数：定义为输出直流中交流成分的多少。它只不过是输出直流电中的交流噪声量。纹波系数越小，整流器的性能越好。半波整流的纹波系数约为1.21（全波整流约为0.48）。它可以计算如下：

负载电流I的有效值是谐波电流I1、I2、I3、I4和直流电流Idc的均方根值之和。

I² =I²_dc+I²₁+I²₂+I²₄  =  I²_dc +I²_ac

纹波系数，表示为 γ = I _ac / I_dc = (I² – I²_dc) /  I_dc = {( I _rms / I_dc²)-1} = K_f² – 1)

其中 K_f  是输入电压的形状因子。形状因子表示为

K_f = I_rms /I_avg = (I_max/₂)/ (I_max/pi) = pi/2 = 1.57

所以，纹波系数，γ = (1.57² – 1) = 1.21

3、反向峰值电压： 定义为二极管在反向偏压下所能承受的最大电压。在反向偏置期间，由于二极管不传导二极管两端的总电压降。因此峰值反向电压等于输入电压 Vs。

4.、变压器利用率 (TUF)：TUF 定义为输送到负载的直流功率与变压器次级交流额定值的比率。半波整流器约为 0.287，全波整流器约为 0.693。

半波整流器主要用于小功率电路。与其他整流器相比，它的性能非常低。

以上就是金沙js5线路单片机开发工程师分享的“什么是半波整流器？有什么工作原理和特点？”。金沙js5线路专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机。