全波整流

當使用交流正弦信號作為整流輸入時，使用全波整流過程可以將直流輸出提高到100%電平。

實現這一目標的最著名和最簡單的過程是采用如下所示的4二極管橋式整流器網絡。

當正輸入周期經過t = 0至T/2周期時，二極管兩端的輸入交流信號和二極管輸出的極性如下所示：

在這里，我們可以看到，由于二極管網絡在電橋上的特殊布置，當D2、D3導通時，相反的二極管D1、D4保持反向偏置并處于關斷狀態。

該整流過程通過D2、D3產生的凈輸出直流如圖所示。由于我們想象二極管是理想的，因此輸出為 vo = vin。

現在，同樣，對于輸入信號二極管D1的負半周期，D4導通，二極管D2，D3進入OFF狀態，如下圖所示：

我們可以清楚地看到，橋式整流器的輸出已將輸入交流的正半周和負半周轉換為中心軸上方的兩個直流半周。

由于軸上方的這個區域現在是半波整流獲得的區域的兩倍，因此輸出直流也將變成兩倍的幅度，如下公式計算：

Vdc = 2（0.318Vm）

或

Vdc = 0.636Vm （全波）

如上圖所示，如果使用硅二極管代替理想二極管，則在導線上應用基爾霍夫電壓定律將得到以下結果：

vi - VT - vo - VT = 0，vo = vi - 2VT，

因此，輸出電壓峰值vo將為：

最大功率 = Vm - 2VT

在 V 》》 2VT 的情況下，我們可以使用前面的方程以相當高的精度獲得平均值：

V 直流 ? - 0.636（Vm - 2VT），

再一次，如果我們的Vm明顯高于2VT，則可以簡單地忽略2VT，方程可以求解為：

直流? - 0.636（虛擬機）

PIV （峰值反向電壓）

在設計整流器電路時，二極管的峰值反向電壓或（PIV）額定值（有時也稱為峰值反向電壓（PRV）額定值）成為關鍵參數。

它基本上是二極管的反向偏置電壓范圍，不能超過，否則二極管可能會通過過渡到稱為齊納雪崩區域的區域而擊穿。

如果我們將基爾霍夫電壓定律應用于半波整流器電路，如下所示，它只是解釋了二極管的PIV額定值必須高于用于整流器輸入的電源輸入的峰值。

對于全橋整流器，PIV額定值的計算與半波整流器相同，即：

PIV ≥ Vm，因為 Vm 是施加到連接負載的總電壓，如下圖所示。

全橋整流網絡求解實例

確定以下二極管網絡的輸出波形，并計算網絡中每個二極管的輸出直流電平和安全PIV。

解決方案：對于正半周期，電路的行為如下圖所示：

我們可以通過以下方式重新繪制它，以便更好地理解：

這里，vo = 1/2vi = 1/2Vi（max） = 1/2（10 V） = 5 V

對于負半周期，二極管的導通作用可以互換，這將產生如下所示的輸出vo：

電橋中缺少兩個二極管會導致直流輸出減少，其幅度為：

Vdc = 0.636（5 V） = 3.18 V

這與我們從具有相同輸入的半橋整流器獲得的完全相同。

PIV將等于R兩端產生的最大電壓，即5 V，或用相同輸入整流的半波所需電壓的一半。