一、整流桥的基本定义与作用

1. 什么是整流桥？

整流桥是一种将交流电转化为直流电的电子电路，通常由四个二极管按桥式结构连接而成，因此被称为“桥式整流电路”。

2. 整流桥的主要作用

• 将交流电的正负半周期全部转化为单方向电流（即“全波整流”）

• 提供连续、稳定的直流电压输出

• 是AC/DC变换电路的基础组成部分

二、整流桥的电路结构与分类

1. 标准桥式整流电路结构

标准整流桥由四个二极管组成，如图所示：

markdown复制编辑交流输入端 ~AC ──┬───────┐                   │       │                 ┌─▼─┐   ┌─▼─┐                 │D1 │   │D2 │                 └─┬─┘   └─┬─┘                   │       │                 ┌─▼─┐   ┌─▼─┐                 │D3 │   │D4 │                 └─┬─┘   └─┬─┘                   │       │                   └───────┘输出端：+（正极）、–（负极）

2. 分类方式

• 按功能分类：

• 半波整流（使用一个二极管）

• 全波整流（使用中心抽头变压器和两个二极管）

• 桥式整流（四个二极管，无需中心抽头）

• 按封装分类：

• DIP插针型（如KBP、KBL系列）

• SMD贴片型（如MB6S、MB10F）

• 金属螺丝型（如GBJ、GBPC系列）

三、整流桥的详细工作原理

1. 正半周工作过程

在交流电正半周期时：

• D1 和 D2 导通

• D3 和 D4 截止

• 电流路径为：AC → D1 → 负载 → D2 → AC

此时，负载获得正向电压。

2. 负半周工作过程

在交流电负半周期时：

• D3 和 D4 导通

• D1 和 D2 截止

• 电流路径为：AC → D3 → 负载 → D4 → AC

同样，电流方向保持不变，负载继续获得正向电压。

3. 整流输出特性

• 输出电压频率为交流输入频率的2倍（即全波整流）

• 输出为脉动直流电压，需通过电容、电感等器件滤波变为稳定直流电

四、整流桥的关键电气参数解析

1. 最大整流电流（IF）

表示整流桥所能承受的最大连续工作电流，应留有设计裕度。

2. 最大反向电压（VRRM）

决定整流桥在交流反向周期能否正常阻断高电压，是选型关键参数。

3. 正向压降（VF）

反映整流效率和发热情况，低VF值意味着低功耗，肖特基整流桥尤为突出。

4. 恢复时间（trr）

用于高频场景（如开关电源）时的重要参数，恢复时间越短，效率越高。

五、整流桥的典型应用场景

1. 家用电器与充电设备

如电饭煲、电视、电风扇、手机充电器，桥式整流作为基本AC-DC转换结构广泛使用。

2. LED驱动电源

用于LED灯的恒流电源中，先经整流桥整流再恒流控制输出。

3. 工业自动化设备

包括PLC、变频器、电磁阀驱动等系统，整流桥需具备高耐压、耐浪涌能力。

4. UPS与逆变电源

整流桥用于电池充电与交流接入整流，需匹配大电流与良好散热设计。

六、整流桥与滤波电路配合分析

由于整流桥输出为脉动直流，若直接供电会造成波动大、电磁干扰严重。因此通常配合滤波器使用：

• 电容滤波：最常见方式，接在整流桥输出端，平滑电压

• 电感滤波：抗脉冲能力强，适用于大电流电路

• π型滤波器：C-L-C组合，用于高性能场合

七、整流桥常见故障与排查建议

八、电源工程师选用整流桥的实用建议

1. 预留20%~30%电流冗余

2. 根据交流输入电压选择耐压600V及以上型号

3. 高频应用优选肖特基桥或快恢复二极管桥

4. 重视散热设计，大电流桥应加散热片或铜箔扩大

5. 选择可靠品牌如Vishay、ST、ON Semi、PanJit等

九、整流桥未来发展趋势

• 小型化与高密度封装：满足现代便携设备需求

• 低VF肖特基整流桥：提升能效，广泛应用于快充、电动工具

• 集成式桥式模块：整合TVS、滤波功能，简化电源设计

• 车规级整流桥：满足新能源汽车对高可靠性的严格要求

十、总结

整流桥虽小，但在整个电源系统中扮演着至关重要的角色。从最基础的电路理论到工业级应用，掌握其工作原理、电气特性与应用技巧，是电子工程师不可或缺的基本功。合理选择并正确使用整流桥，不仅可以提升系统稳定性和能效，还能大幅延长设备寿命，降低故障率。