Gleichrichter allgemein

Ea
Gleichrichter allgemein
Symbol
Eingangs-
Spannung
AC
U 1
~
−
U d
Ausgangs-
Spannung
DC
Pulsigkeit
Es gibt 1-, 2-, 3- und 6-pulsige Gleichrichter. Darunter versteht man die
Anzahl Pulse der Ausgangsspannung pro Periode.
Beispiel: 2-pulsige Spannung
U d
T
Kenngrössen
U 1
U d , U di
U di
U 1
U R
Eingangsspannung. Meistens wird zur Anpassung ein
Transformator vorgeschaltet.
Ausgangsspannung (direct), ideelle Gleichspannung, vernachlässigt
den Spannungsabfall der Dioden
Faktor, bezeichnend für den Gleichrichtertyp. Der Typ
bestimmt den Wert der Ausgangsspannung in Relation zur
Eingangs-Wechselspannung
Die Sperrspannung (reverse), welche die Dioden aushalten
müssen. Je nach Schaltung und Verwendung eines Glättungskondensators
kann diese Spannung verschieden sein.
Meistens entspricht sie dem Scheitelwert der Eingangsspannung
(u 1p )
AC
DC
Faktor
z.B. 0.45, 0.9, 1.35
Maximalwert, Spitzenwert
Transformator
U N
U 1
Damit eine gewünschte Gleichspannung erzeugt werden kann, ist ein Transformator
nötig, welcher die Netzspannung U N auf einen geeigneten Wert transformiert.
Der Faktor
U di
bestimmt die Höhe von U 1 .
U 1
Beispiel: Ein Gleichrichter in 2-pulsiger Brückenschaltung soll 24VDC abgeben. Wie gross muss die Eingangsspannung
U 1 (Effektivwert) sein?
U di
Vorgabe: = 0. 9
U
1
U
U
di
=
0.9
24V
=
0.9
1
=
26.7 V
H. Gächter

Ea
Einpulsiger Gleichrichter E1u
Einwegschaltung, 1-pulsig, ungesteuert. Pro Periode der Wechselspannung entsteht am Gleichrichterausgang
ein Spannungs-/Strompuls.
U R
I d
R L
I F
Optionaler Glättungskondensator
U 1
U d
Lastwiderstand
Die Diode leitet nur, wenn u 1 positiv ist. So gelangt immer die positive Halbwelle auf den Lastwiderstand
R L . Bei der negativen Halbwelle sperrt die Diode, sie nimmt Sperrspannung U R auf. Die maximale Sperrspannung
entspricht dem Scheitelwert der Wechselspannung.
Die Schaltung wird nur für kleinste Leistungen und nur mit Glättungskondensator verwendet.
Diode
u
leitet
d
U di
t
Ideelle Gleichspannung
U di
U
1
= 0.45
Gilt ohne Glättung
u 1
Diode
sperrt
Betrieb mit Glättungskondensator
Die geglättete Gleichspannung kann sich bei grösseren Glättungskondensatoren bis auf den Scheitelwert
der Wechselspannung anheben.
Kondensator
laden
Kondensator
entladen
u d
u 1p
U d
t
U dmax

Ea
Zweipulsiger Gleichrichter B2u
Einphasige Brückenschaltung, 2-pulsig, ungesteuert. Pro Periode der Wechselspannung entstehen am
Gleichrichterausgang zwei Spannungs-/Strompulse.
I d
Optionaler Glättungskondensator
D 1
D 3
U 1
U d
R L
Lastwiderstand
D 4
D 2
Wenn u 1 positiv ist, leiten D 1 und D 2 , wenn u 1 negativ ist, leiten D 3 und D 4 . So gelangt jede Halbwelle positiv
auf den Lastwiderstand R L . Die nicht leitenden Dioden nehmen Sperrspannung U R auf. Die maximale
Sperrspannung entspricht dem Scheitelwert der Wechselspannung.
D 1 , D 2
leiten
u d
U di
D 3 , D 4 D 1 , D 2 D 3 , D 4 t
leiten leiten leiten
u 1
Ideelle Gleichspannung
U di
U
1
= 0.9
Gilt ohne Glättung
Die Schaltung wird sehr häufig für kleine bis mittlere Leistungen mit und ohne Glättungskondensator eingesetzt.
Auch ohne Glättung entsteht eine passable Form der Gleichspannung. Obwohl sie Nullstellen besitzt, können
Verbraucher mit Spulen (Relais, Magnetventile, Feldspulen von Motoren, Elektromagnete) problemlos
gespeist werden, weil diese Verbraucher den Strom glätten.
Betrieb mit Glättungskondensator
Die geglättete Gleichspannung kann sich bei grösseren Glättungskondensatoren bis auf den Scheitelwert
der Wechselspannung anheben.
Kondensator
laden
Kondensator
entladen
u d
u 1p
U d
U dmax