Video: Funktionsweise Gleichrichter - Elektrotechnik in 5 Minuten #ET5M 2025
Eine der häufigsten Anwendungen für Gleichrichterdioden in der Elektronik ist die Umwandlung von Haushaltswechselstrom in Gleichstrom, der als Alternative zu Batterien verwendet werden kann. Die Gleichrichterschaltung, die typischerweise aus einem Satz von intelligent verriegelten Dioden besteht, wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um.
Im Haushaltsstrom schwingt die Spannung in Zyklen, die 60 Mal pro Sekunde wiederholen, von positiv zu negativ. Wenn Sie eine Diode mit einer Wechselspannung in Reihe schalten, beseitigen Sie die negative Seite des Spannungszyklus, so dass Sie nur positive Spannung erhalten.
Wenn Sie sich die Wellenform der Spannung ansehen, die aus dieser Gleichrichterdiode kommt, sehen Sie, dass sie aus Intervallen besteht, die zwischen einem kurzen Spannungsanstieg und Perioden ohne Spannung wechseln. Dies ist eine Form von Gleichstrom, da sie ausschließlich aus positiver Spannung besteht. Allerdings pulsiert es: zuerst ist es an, dann ist es aus, dann ist es wieder an, und so weiter.
Insgesamt ist die durch eine einzelne Diode gleichgerichtete Spannung in der Hälfte der Zeit ausgeschaltet. Obwohl die positive Spannung den gleichen Spitzenpegel wie die Eingangsspannung erreicht, beträgt der mittlere Pegel der gleichgerichteten Spannung nur die Hälfte des Pegels der Eingangsspannung. Diese Art von Gleichrichterschaltung wird manchmal als Einweggleichrichter bezeichnet, weil sie nur die Hälfte der eingehenden Wechselstromwellenform durchläuft.
Eine bessere Gleichrichterschaltung verwendet vier Gleichrichterdioden in einer speziellen Schaltung, die als Brückengleichrichter bezeichnet wird.
Sehen Sie sich an, wie dieser Gleichrichter auf beiden Seiten des Wechselstromeingangssignals arbeitet:
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In der ersten Hälfte des Wechselstromzyklus leiten D2 und D4, weil sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind. Die positive Spannung liegt an der Anode von D2 und die negative Spannung an der Kathode von D4. Somit arbeiten diese zwei Dioden zusammen, um die erste Hälfte des Signals durchzulassen.
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In der zweiten Hälfte des AC-Zyklus leiten D1 und D3, da sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind: Die positive Spannung liegt an der Anode von D1 und die negative Spannung an der Kathode von D3.
Der Nettoeffekt des Brückengleichrichters ist, dass beide Hälften der Wechselstrom-Sinuswelle passieren können, aber die negative Hälfte der Welle wird invertiert, so dass sie positiv wird.
