【任务】丁二楞初学《模拟电子技术基础》。在本课程的第三堂课上，老师只教了理想二极管的单向导电性，要求同学们在此认知的基础上，用任意数量的理想二极管将交流市电（220VAC 50Hz 正弦波）变为脉动直流，即进行整流，不允许偷看教科书上的现成答案，只许用逻辑思维进行电路的构造。

【构思】将正弦波的正负两个方向的波形变为一个方向（不妨以变为正向为例），有三种方法：其一，“抹去”负波；其二，将负波翻转成正波；其三，用受控元件控制导通角，截取部分正波。如下图所示。

显然，抹去负波的情形最简单，使用一个理想二极管就可以做到，这可由“二极管的单向导电性”直接构造出下面的电路（半波整流）。左边是半波整流原理图，右边是等效电路（正向和负向的电压可变的电池）。

半波整流的优点是使用元件最少，电路结构最简单，但有个缺陷，即浪费了正弦波的一半波形（这是很不经济的），而且从直观上来说每个半个周期的0V电压，才来一个波峰，感觉这种波形的脉动程度非常大，谐波成分肯定不少。基于以上缺陷，接下来尝试在半波整流的基础上构造将负波变为正波的电路，以使波形利用率更高，而且整流后的脉动不那么厉害。

在半波整流电路中，波形正向时，BAT(+)被利用，而BAT(-)被废止，反之，BAT(-)被利用，而BAT(+)被废止，二者不可兼得。怎么办？既然要利用BAT(-)，显然它的正极也要连接到二极管的正极，这势必要在半波整流电路的基础上引入一个新的二极管，如下图所示：

但稍微一看，上面的电路不能正常工作，因为二极管将正负方向的波形都阻断了，电路必须修改。尝试下面这些电路形式，都有一条支路短路（一半波形被短路），还是不能正常工作。

可以尝试将负载移到上图中新添加的线路上，看看是否能让BAT(+)，D1与BAT(-)，D2“共享”负载RL，如下图所示：

对上面的电路稍作分析，嗯！探索之路险且辛，功夫不负有心人，全波整流的目的貌似终于达到了。可是，这还不够！电池抽头的现实模型是什么呢？幸好联想到曾经学过次级带抽头的变压器（当然，1:1:1的三绕组隔离变压器不是不可以）。请看下图：

至此，全波整流电路构造完毕！

但是，人心不足吞大象！在电路设计及应用中，发现变压器体积大且笨重，而且带抽头的变压器制造工艺要求较高，这实在不是很经济的事情。是否可以放弃变压器，而只用二极管来实现全波整流呢？可以在半波整流电路的基础上尝试一下。

首先，电源电压正向时，半波整流电路满足要求：

当电源电压变为负向时，D1截止，须增加新的二极管D2提供通路。为时D2导通，且使负载电压极性一致，D2正极接电源的瞬时正极，D2的负极接RL的正端，如下图：

但是，上面的电路还是无法正常工作，因为从电源瞬时正极经D2，再到RL没有去往电源瞬时负极的线路，所以先强行连接电源瞬时负极和负载RL的负极试试：

很快发现上面的电路电源被短路了，因此必须增加二极管D3，既是电路流通，又不会短路：

可是，上面的电路又出现了新的问题：D3将瞬时负电源短路了。灵机一动，为保证瞬时正电源流通，又防止瞬时负电源短路，可在最下方支路增加二极管D4，其正极接负载RL负端，其负极接前面的瞬时正电源的负极，且看下图：

至此，原则上，全波桥式整流电路构造完毕。但又发现这图太丑了，不妨拓扑变化如下，以示美观：

可以发现：桥式整流，对二极管的极性而言，异极性相连接交流，同极性相连接负载。

至此，整流电路的构造逻辑论述完毕，受控（可控硅）整流水稍深，以后有机会再尝试进行逻辑构造。

【声明】本文不适合电路老鸟，更不适合不求甚解，不适合死背电路的人阅读。