ご覧いただきありがとうございます。ここでは、交流を直流に換える半波整流と全波整流について、ざっくりと説明させていただきます。整流ダイオードを用いることで実現できます。交流では0V（GNDレベル）を中心にプラスとマイナスに振動していますが、そのエネルギーをプラス側だけにすることで直流に変換します。家庭などへの電源供給は交流ですが、多くの電子機器は直流電源で動作しますので、整流回路はよく利用されているものです。
ダイオード1個で実現：半波整流
左図のような交流信号を、右図のダイオード1個に通すことを考えます。これはとてもシンプルですね。これを半波整流回路といいます。この信号を半波整流回路に通すと下図のようにプラス側だけが出力されます。マイナス側はダイオードからみると逆方向なので電流は流れず、消えてしまいます。半分エネルギーが失われてしまうのでもったいないですね。
ダイオード4個で実現：全波整流
そこでダイオードを4個使って、このようなブリッジ状の回路を考えます。これはマイナス側も通してしまおうということで全波整流回路といいます。なんかややこしそうですね。でも入力がプラスとマイナスそれぞれの電流の流れを考えると簡単に理解できます。
入力がプラス、マイナスそれぞれの場合の電流の流れを示しました。入力から緑の矢印を追って行ってください。するとどちらの場合も、出力では同じ方向（赤の矢印）に電流が流れるのです！このため出力側は常に同じ方向に電流が流れることになります。一方向しか電流を流さないというダイオードの特徴を利用してこのような回路を組むことができるのです。入出力の波形を示すと下図のようになります。入力のプラス側もマイナス側も、出力のプラス側に出力できました。しかしこのままでは脈うっていて直流としては使いにくいですね。
出力を平らにして直流にする
そこで出力を平滑するための回路を追加します。ここでは一例としてコンデンサを入れてみました。出力電圧が上昇するときは、同時にコンデンサへも充電します。出力が下降するときは、コンデンサに貯まっていた電気が放電され、下降をゆるやかにします。このような平滑化をすることで、直流の形に近づけることができます。
まとめ
交流を直流に換える半波整流と全波整流について、ざっくりとご説明いたしました。ダイオード4個をブリッジ状に組み合わせた全波整流回路で、交流のエネルギーを無駄なく直流に変換することができます。さらにコンデンサなどを使って出力を平滑化することで、直流に近い波形を得ることができます。
