Napájanie elektronických obvodov na rôzne účely vyžaduje zdroj konštantného napätia. V bežnej domácej sieti je prúd striedavý, jeho frekvencia je vo väčšine prípadov 50 Hz. Tvar grafu zmeny napätia je sínusoida s periódou 0,02 sekundy, pričom jeden polcyklus je kladný vzhľadom na neutrál, druhý je záporný. Na vyriešenie problému prevodu na konštantnú hodnotu sa používajú usmerňovače striedavého prúdu. Prichádzajú v rôznych prevedeniach a ich dizajn sa môže líšiť.
Aby ste pochopili, ako funguje najjednoduchší polvlnový usmerňovač, musíte najprv pochopiť povahu elektrickej vodivosti. Prúd je usmernený pohyb nabitých častíc, ktoré môžu mať opačnú polaritu, bežne sa delia na elektróny a diery, inak sú to donory a akceptory s vodivosťou typu „n“a „p“. Ak je materiál s n-vodivosťou spojený s iným, typu p, potom na ich hranici vznikne takzvaný p-n prechod, ktorý obmedzuje pohyb nabitých častíc v jednom smere. Tento objav umožnil použitie polovodičovej technológie,nahradenie väčšiny elektrónkovej elektroniky.
Polvlnný usmerňovač v podstate obsahuje diódu, zariadenie s jedným p-n prechodom. Striedavé napätie na vstupe obvodu ho na výstupe obsahuje len polovicu, a to také, ktoré zodpovedá smeru zapínania usmerňovacej diódy. Druhá časť periódy, ktorá má opačný smer, jednoducho neprejde a je „odrezaná“.
Na obrázku je znázornený jednofázový usmerňovač, ktorý sa najčastejšie používa v jednoduchých domácich spotrebičoch a je určený na domáce účely. V priemyselných prostrediach sa často používa trojfázová sieť, takže obvody konverzie striedavého prúdu na jednosmerný prúd môžu byť komplikovanejšie. Okrem toho sú v obvode spravidla zahrnuté poistky a filtre. Na vstupe obvodu je možné zapnúť znižovací transformátor alebo iný zdroj striedavého napätia. Usmerňovacie diódy sa líšia svojimi parametrami, z ktorých hlavným je množstvo prúdu, na ktorý je dióda určená.
Polvlnný usmerňovač má oproti plnovlnnému značnú nevýhodu. Napätie po usmernení nie je doslova konštantné, pulzuje od maximálnej hodnoty po nulu v polsínusovom tvare grafu a v intervale medzi impulzmi má nulovú hodnotu. Toto nerovnomerné napájanie je zvyčajne kompenzované zahrnutím vyhladzovacieho kondenzátora s pomerne veľkou hodnotou (niekedy meranou v tis.mikrofarady), navrhnuté pre napätie, ktoré nie je nižšie ako napätie, ktoré sa vyskytuje na výstupe obvodu, spravidla s rezervou. Takéto opatrenie tiež neposkytuje ideálnu rovnomernosť grafu, ale výrazne sa znižuje veľkosť odchýlok od nastavenej hodnoty, čo umožňuje použiť polvlnový usmerňovač na napájanie jednoduchých obvodov, ktoré nevyžadujú stabilitu vysokého napätia.
V zložitejších prípadoch sa používajú celovlnové rektifikačné schémy s následnou stabilizáciou.
