模擬電路教材中一般都會(huì)講到整流電路，但通常很簡(jiǎn)略，只有一頁(yè)兩頁(yè)篇幅，往往是只講小功率電子設(shè)備中最常見(jiàn)的整流電路。某些教材甚至只講橋式整流，不講全波整流電路。
實(shí)際上，整流電路看上去簡(jiǎn)單，里面的變化和計(jì)算卻相當(dāng)復(fù)雜。
最簡(jiǎn)單的整流電路，是半波整流電路，如圖01。嚴(yán)格地說(shuō)，圖01包括了整流輸出端的電容，已經(jīng)是整流濾波電路了。
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然而，這個(gè)最簡(jiǎn)單的半波整流電路是有一些問(wèn)題的，其變壓器需要特殊設(shè)計(jì)。很可能正是由于這個(gè)原因，康華光的《電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分》第四版和第五版都不講半波整流電路，回避了這個(gè)問(wèn)題。
關(guān)于半波整流變壓器工作問(wèn)題，后面我們會(huì)詳談，此處暫先擱置。
圖02是所謂全波整流電路，它可以看成是同一個(gè)變壓器的兩個(gè)二次繞組構(gòu)成兩個(gè)半波整流電路合成的。繞組A1和A2匝數(shù)相同，繞在同一個(gè)鐵芯上，兩繞組極性如圖標(biāo)示。實(shí)際上，繞組A1和繞組A2是一個(gè)繞組，相聯(lián)接處是這個(gè)繞組的中心點(diǎn)，或者叫中心抽頭。
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在工頻交流的半周期，假定繞組有點(diǎn)的那端為正，繞組A1工作，但繞組A2因二極管D2反向而沒(méi)有電流通過(guò)，A2在此半個(gè)周期內(nèi)如同不存在一般。下半個(gè)周期，交流電壓方向相反，繞組A2工作，A1因二極管D1反向而沒(méi)有電流。所以繞組A1和A2在交流的兩半個(gè)周期內(nèi)交替工作，在半個(gè)周期內(nèi)A1和A2的工作都和半波整流一樣。所以我們可以說(shuō)全波整流是由同一個(gè)變壓器的兩個(gè)二次繞組構(gòu)成兩個(gè)半波整流合成的。
圖02的全波整流電路，若是兩支二極管都反過(guò)來(lái)，就成了圖03電路。
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圖03電路與圖02電路的區(qū)別僅在于圖02中負(fù)載ZL的負(fù)端和變壓器二次繞組中心點(diǎn)相聯(lián)接，而圖03中負(fù)載的正端和變壓器二次繞組中心點(diǎn)相聯(lián)接。
圖02的整流電路，可以稱(chēng)之為正全波整流，因負(fù)載負(fù)端與二次繞組中心點(diǎn)聯(lián)接。圖03的整流電路，可以稱(chēng)之為負(fù)全波整流，因負(fù)載正端與二次繞組中心點(diǎn)聯(lián)接。
把圖02的正全波整流電路和圖03的負(fù)全波整流電路放到一起看，如圖04
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我們發(fā)現(xiàn)，雖然右邊的整流電路不同，但變壓器是完全相同的。
那么我們把圖03的負(fù)全波整流電路左半邊變壓器剪下來(lái)：
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再貼到圖02的正全波整流電路中去，讓C、E、D三點(diǎn)與A、E、B三點(diǎn)聯(lián)接，就成了圖06上面部分的電路。它即具有正全波整流輸出，同時(shí)又具有負(fù)全波整流輸出。換言之，這是一個(gè)具有正負(fù)輸出的電源，且正負(fù)輸出電壓相等。
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圖06上面部分的正負(fù)全波整流電路，如果仔細(xì)看看，和圖06下面的電路完全相同。
但圖06下面電路絕不是橋式整流電路，形似而已。圖06下面的電路，是兩個(gè)全波整流電路的組合。
如果將該圖中下面電路負(fù)電源負(fù)載斷開(kāi)，那么繞組A1中僅有向上的電流，A2中僅有向下的電流。若正電源負(fù)載斷開(kāi)，那么繞組A1中僅有向下的電流，A2中僅有向上的電流。由此可見(jiàn)，圖06下面的整流電路不是橋式整流電路，而是兩個(gè)全波整流電路的組合。
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除了直流電動(dòng)機(jī)這類(lèi)非常簡(jiǎn)單粗糙的負(fù)載以外，電子設(shè)備中的整流電路都需要配合濾波電路，整流后的電壓電流經(jīng)濾波后才能夠供電子設(shè)備使用。
上圖是全波整流電容濾波的典型電路。圖中C是濾波電容，ZL代表負(fù)載。
如果我們把示波器接到濾波電容C的兩端，我們將看到下面這樣的波形。
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電容C兩端的電壓是起伏的，這個(gè)起伏一般稱(chēng)為紋波。
如果我們使用雙蹤示波器，另一通道接到圖01中的M點(diǎn)，兩通道使用相同的靈敏度，那么兩通道電壓波形如下：
我們看到，繞組A1兩端電壓(黑色)在峰值附近有一段接近于與紋波(藍(lán)色)上面的一個(gè)“鼓包”重合。
藍(lán)色曲線(xiàn)是電容C兩端電壓，C兩端電壓在“鼓包”處上升。電容兩端電壓上升說(shuō)明該電容正在被充電。這個(gè)充電電流是從哪里來(lái)的?顯然，是因?yàn)槔@組A1兩端電壓瞬時(shí)值超過(guò)電容兩端電壓，所以是繞組A1經(jīng)過(guò)整流二極管D1對(duì)電容C充電。
當(dāng)繞組A1兩端電壓經(jīng)過(guò)最大點(diǎn)而下降，低于電容C兩端電壓時(shí)，繞組A1當(dāng)然就不會(huì)對(duì)電容充電。此階段電容對(duì)負(fù)載放電，兩端電壓逐漸下降。
從M點(diǎn)電壓波形和電容兩端電壓波形的時(shí)間關(guān)系，可以想見(jiàn)：M點(diǎn)電壓波形谷值(反方向最大值)時(shí)電容兩端電壓波形上的“鼓包”是另一半繞組A2的N點(diǎn)經(jīng)二極管D2對(duì)電容C充電。
如果我們使用更多蹤多示波器，而且可以測(cè)量電流，那么變壓器二次繞組中點(diǎn)K處多電流波形和繞組電動(dòng)勢(shì)以及電容兩端電壓關(guān)系如圖04：
圖中藍(lán)色曲線(xiàn)是電容C兩端電壓，紅色曲線(xiàn)是地線(xiàn)到變壓器中點(diǎn)K處的電流。
為了分析全波整流電容濾波電路的工作，我們?cè)趫D04中加上注釋符號(hào)，如圖05。
在圖05的分析中，我們假定二極管是理想二極管，正向壓降為零。
圖05中，黑色曲線(xiàn)是兩半個(gè)二次繞組的電動(dòng)勢(shì)(開(kāi)路電壓)，不是兩半個(gè)繞組的端電壓。電動(dòng)勢(shì)曲線(xiàn)在橫軸下面部分沒(méi)有畫(huà)出。藍(lán)色曲線(xiàn)是電容C兩端電壓，紅色曲線(xiàn)是兩半個(gè)繞組中的電流。
任取半個(gè)工頻周期，時(shí)刻t1之前變壓器二次繞組電動(dòng)勢(shì)小于電容兩端電壓，兩支二極管中均無(wú)電流，負(fù)載靠電容放電維持其中的電流。時(shí)刻t1開(kāi)始繞組電動(dòng)勢(shì)大于電容兩端電壓，繞組A2通過(guò)二極管D2對(duì)電容C充電，紅色曲線(xiàn)開(kāi)始上升。隨著二次繞組電動(dòng)勢(shì)增加，電流也迅速變大，電容兩端電壓增加。在t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，二次繞組不僅為電容充電，同時(shí)也為負(fù)載供電。待到二次繞組電動(dòng)勢(shì)開(kāi)始下降時(shí)，充電電流迅速變小，直到二次繞組電動(dòng)勢(shì)低于電容兩端電壓時(shí)，充電停止，二次繞組中電流為零。時(shí)刻t2之后，電容向負(fù)載放電以維持負(fù)載中電流，電容兩端電壓降低。
圖中我們看到，t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，繞組電動(dòng)勢(shì)和電容兩端電壓稍有差別，黑色曲線(xiàn)略高于藍(lán)色曲線(xiàn)。這是因?yàn)槔@組總有一定電阻，會(huì)降掉一部分電壓，而且繞組中電流越大，電壓降落越厲害。兩曲線(xiàn)之差就是繞組電阻的壓降。
下半個(gè)工頻周期內(nèi)，前述過(guò)程重復(fù)，只不過(guò)下半個(gè)周期改由繞組A1和二極管D1在時(shí)刻t3開(kāi)始對(duì)電容充電，到時(shí)刻t4結(jié)束。時(shí)刻t2到時(shí)刻t3這段時(shí)間繞組中沒(méi)有電流，全靠電容對(duì)負(fù)載放電維持負(fù)載中的電流。
兩半個(gè)二次繞組A1和A2交替通過(guò)二極管對(duì)電容充電，然后電容對(duì)負(fù)載放電，這就是全波整流電容濾波的工作過(guò)程。
我們看到，電容濾波電路中，變壓器繞組中電流是斷續(xù)的，是一個(gè)一個(gè)比較窄的脈沖。電流不連續(xù)，呈脈沖形式，這是電容濾波的特點(diǎn)。
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