橋式整流器

橋式整流器是一種電路，使用四個二極體來引導 AC 波形的兩個半週，使負載端呈現單一極性。換句話說，它無需中點分接變壓器，即可將交流電轉換為脈動直流電。二極體以成對方式導通，將負半週反轉，使流經負載的電流方向始終一致。 與半波整流器相比，橋式整流器利用兩個半週，在相同線頻下可提供較高的平均 DC 電壓、較低的漣波電壓。它並未消除損耗 (導通路徑中始終有兩個二極體)，但可更有效利用輸入波形並改善輸出品質。接在負載電阻兩端的電容充當濾波器，將脈動輸出平滑為更可用的 DC 電源。

額定值與熱限制
整流器的選擇首先要考慮電壓、電流、熱限制。峰值逆向電壓額定值必須超過最大 AC 輸入電壓 (包括暫態電壓)。額定電流必須能夠滿足穩態負載與啟動突波電流的需求。湧入電流，尤其是在使用大容量濾波電容時，很大程度取決於變壓器阻抗值與電容值，因此單一規格書數值無法完整描述情況。 在熱設計方面，每個半週都有兩個二極體導通，因此橋式整流器的損耗大約為： P ≈ 2 × V_F × I_load 這是一個實用的初步估算，而非最終答案。順向電壓會隨溫度及電流變化，電容輸入電源會產生高峰值電流，而不是平滑的 DC 電流。這表示實際的損耗可能比預期的還要嚴重。不要只停留在穩態計算：重複的加熱及冷卻循環會使焊點與內部連接產生疲勞，特別是在高功率或散熱不良的設計中。

漣波、效率與線性效應
對於電容輸入式濾波器，漣波電壓的初步估算公式為： V_ripple ≈ I_load / (fC) 其中 f 在全波整流器中為 AC 頻率的兩倍。這假設負載電流相對恆定。實際負載通常是動態的，因此測得的漣波通常較高。 效率很大程度上取決於輸出電壓。在低電壓電源中，固定的二極體壓降佔總輸出的比例很大，這就是為什麼設計人員在這些情況下通常會使用肖特基二極體或同步整流。 橋式整流器對電容供電時，也不會從電源端汲取平滑的正弦波電流。它以短時、高峰值的形式吸收電流。這會產生諧波，降低功率因數，並可能引入雜訊或對上游元件造成壓力。在高功率系統中，這種現象通常會導致需要額外的濾波或功率因數校正。