
半桥整流器和全桥整流器有什么区别?
在半波整流器中,交流波形的正半周或负半周之一将被消除。只有一半的输入波形将形成输出,这对于功率转换来说是非常低效的。半波整流器在单相供电中使用一个二极管,在三相供电中使用三个二极管。
全波整流可以将完整的输入波形转换成相同的极性输出。因为原始交流波形的正负部分被充分利用并转换成DC,所以效率更高。全波整流有中心抽头式和桥式;
桥式全波整流
如果只有一组输出线圈,而不是一个中间抽头的变压器,则需要四个二极管进行全波整流。设峰值电压为Vm,未滤波的平均VDC为0.636 Vm,频率为原交流频率的两倍,每个二极管承受的峰值反向电压(PIV)值为Vm。输出电压的有效值(Vrms)约为0.707Vm(最大值)。这种方法(如图所示)称为桥式整流器,这四个二极管统称为桥式整流器:
中心抽头型
对于单相交流电,如果变压器中心抽头,两个背靠背的二极管(阴极接阴极或阳极接阳极)可以形成全波整流。不滤波的平均VDC为0.636 VM,频率为原频率的两倍。每个二极管的PIV值为2Vm。但全波整流器与上面提到的桥式整流器相比,需要两倍的变压器二次绕组,所以在今天很少使用,但在早期的真空管时代更常用。
什么是半桥整流器,全桥整流器,整流桥?
说到全桥整流器和半桥整流器,就不得不说离它们很近的半波整流器和全波整流器。半波整流是指在整流过程中,交流波形的正负半周中的一个会被消除,只有一半的输入波形形成输出;全波整流是指在整流过程中,交流波形在整流前会被转换成相同的极性,所有的输入波形都会形成输出。因此,从能量利用的角度来看,全波整流明显优于半波整流。
半波整流的优点是结构简单,单相供电只需一个二极管即可实现,但其效率和负载能力较低,意味着不适合大功率应用;全波整流器虽然结构略复杂,但能量利用率更高,负载能力更强,非常适合有一定功率需求的场合。
全桥整流器和半桥整流器电路图示例
PC电源中使用的半桥整流和全桥整流都属于全波整流,只是实现方式不同,半波整流和全波整流不存在不可弥补的实力差距。全桥整流需要用四个二极管,每个二极管正好是桥的一个臂,首尾相连形成一个环,输入输出不能互换;半桥整流器只需要两个二极管,二极管的输出端相连,输入端分别接在变压器的两端,结构上比全桥整流器简单。
但是半桥整流器需要一个带中心抽头的变压器,这样才能实现全波整流,而全桥整流器没有这个要求。就输出波形而言,半桥整流器和全桥整流器的输出波形可以完全相同,所以从结果来看,半桥整流器和全桥整流器没有太大区别。
振华Leadex Gold 550W采用半桥整流桥
至于整流桥,是指半桥整流器或全桥整流器中使用的二极管封装在一起后的一个元件,可分为全桥整流管和半桥整流桥。一般全桥整流桥外面封装四个二极管,四个引脚,可以直接实现全波整流。半桥整流桥封装两个二极管,可以用来组成全桥整流电路实现全波整流,也可以用半桥整流器配合中心抽头变压器实现全波整流。
有什么优点和缺点
既然如此,为什么主流电源普遍采用半桥整流器,而大功率电源普遍采用全桥整流器?实际上,它们虽然可以输出相同的波形电压和电流,但在整流过程中却承受着不同的反向电压和电流。半桥整流器输出电压的峰峰值只有输入电压的一半,所以在相同的输出功率下,半桥整流器需要承受两倍于全桥整流器的反向电压或电流,所以半桥整流器对二极管规格要求更高。
海韵Prime 750钛金全桥整流需要四个主开关。
在后续的电路设计中,全桥整流器需要四个主开关,而半桥整流器只需要两个。前者有同时开和关的问题,所以设计驱动电路要多花心思。而后者则没有相关顾虑,抗不平衡能力更强,电路设计更简单。
振华Leadex Gold 550W带半桥整流器只需要两个主开关。
另外,在变压器的选择上,半桥整流器不仅需要中心抽头的变压器,而且变压器的一次侧直径一般较粗,而全桥整流器则需要更多的线圈匝数。所以虽然理论上半桥整流和全桥整流可以达到同样的效果,但是在输出功率相同的情况下,半桥整流的负担往往更重,这也是大功率PC电源基本不使用半桥整流的原因。
总结:半桥整流器和全桥整流器各有优势。
最后,我们简单总结一下半桥整流器和全桥整流器的区别:
-半桥整流器只需要2个二极管,全桥整流器需要4个二极管;
-半桥整流器需要使用中心抽头变压器实现全波整流;
-在相同的输出功率下,半桥整流器所需的反向电压或电流是全桥整流器的两倍;
-半桥整流器的后续电路设计相对简单,全桥整流器的后续电路设计相对复杂;
我们不能因为Leadex Gold 550W使用了半桥整流器就否认它是一款优秀的电源。
不难看出,虽然全桥整流器的整体设计更加复杂,但由于能适应高负载场合,非常适合追求极致工艺的旗舰大功率PC电源,满足发烧友的需求。虽然半桥整流器的自负载会更大,但由于后续电路设计更简单,故障率更容易控制,更适合注重成本、效率、稳定性等综合性能的主流产品。
当然,半桥整流或者全桥整流只是PC电源设计和相关技术中的冰山一角。我们不能简单的因为这个电源采用半桥整流还是全桥整流来判断它的好坏。毕竟PC电源看到的是整体设计而不是某一部分。









