Gleichrichter

Gleichrichter sind Schaltungen, welche eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umformen. Als Gleichrichter wird jedoch meist die komplette Schaltung bezeichnet; inklusive Glättung, Siebung, Strombegrenzung und ähnlichem.

Bezeichnung von Gleichrichterschaltungen

• 1. Schaltungsart
  • E: Einwegschaltung mit einzelnem
    Hauptzweig
  • M: Mittelpunktschaltung
  • B: Brückenschaltung
  • D: Verdopplerschaltung
  • V: Vervielfacherschaltung
  • W: Wechselwegschaltung

• 2. Pulszahl
  • 1,2,3 oder 6 möglich

• 3. Ergänzende Kennzeichen
• A: anodenseitig
• C: vollgesteuerte Schaltung
• D: Polygonschaltung
• F: Freilaufzweig
• FC: gesteuerter Freilaufzweig
• H: halb gesteuerte Schaltung
• HA: anodenseitig, halb gesteuert
• HK: kathodenseitig, halb gesteuert
• HZ: im Zweigpaar halb gesteuerte
  Zweipuls-Brückenschaltung
• I: Gegenparallelschaltung
• K: katodenseitig
• L: Zweigpaar in Zweiwegschaltungen
• N: Sternschaltung mit Neutralleiteranschluss
• P: Parallelschaltung
• Q: Löschzweig
• R: Rücklaufzweig
• S: Reihenschaltung
• U: ungesteuerte Schaltung
• Y: Sternschaltung ohne Neutralleiteranschluss
• +: Verbindungszeichen für mehrere Grundschaltungen

Bezeichnung von Gleichrichtern

• 1. Schaltungsart
  • siehe 1
    
    
• 2. maximale Anschlusspannung in Volt
  (Effektivwert)
  
  
• 3. Belastung bei Gegenspannung
  • B: Belastung durch Akkumulatorenbatterie
  • M: Belastung durch Gleichstrommaschine
  • C: Belastung durch Kapazität (Kondensator)
  • Li: Belastung durch Lichtbogenschweißeinrichtung,
    Lichtbogenofen oder Bogenlampe
    
    
• 4. maximale Stromaufnahme in mA

Gleichrichterschaltungen für Wechselstrom

Einweggleichrichterschaltung E1

Ein- und Ausgangsspannung

Bei der Einweggleichrichterschaltung wird nur eine Diode vor die Eingangsspannung geschaltet. Die Diode ist während der ersten Hälfte einer Halbwelle in Durchlassrichtung geschaltet, während der zweiten Hälfte sperrt sie. Dadurch wird erreicht, daß die negative Halbwelle wegfällt. Je nachdem, wie die Diode gepolt ist, wird eine positive oder eine negative Ausgangsspannung gleichgerichtet. Die Einweggleichrichterschaltung hat einen niedrigen Wirkungsgrad und eine hohe Restwelligkeit. Die Diode muss in Sperrichtung zudem für die Spitzenwerte der Eingangsspannung ausgelegt sein.

Zweipuls-Mittelpunktgleichrichterschaltung M2

Ein- und Ausgangsspannung

Bei der Mittelpunktgleichrichterschaltung wird ein Transformator mit Mittelpunktanzapfung benötigt. Es werden beide Halbwellen gleichgerichtet, wobei pro Halbwelle immer nur eine Diode leitet. Dardurch fällt die Diodenspannung nur einmal ab.

Zweipuls-Brückengleichrichterschaltung B2

Die Zweipuls-Brückengleichrichterschaltung ist die am meisten verwendete Gleichrichterschaltung. Sie besteht aus 4 Dioden, die in einer Brückenschaltung angeordnet sind. Da immer zwei Dioden leitend sind, fällt auch die doppelte Diodenspannung am Gleichrichter ab. Ähnlich wie bei der M2 Schaltung werden beide Halbwellen gleichgerichtet, im Gegensatz zu dieser ist jedoch nur ein "normaler" Transformator ohne Mittenanzapfung notwendig.

Ein- und Ausgangsspannung

Gleichrichterschaltung für symmetrische Spannung ( 2 mal M2)

Mit einem Trafo kann die M2 Schaltung 2 mal aufgebaut werden, jeweils einmal für eine positive und einen negative Spannung. Damit erhält man dann eine positive und eine negative Spannung. Abgesehen vom Mittelabgriff, der einfach zum Ausgang durchgeht, entspricht die Schaltung dem Brückengleichrichter B2.

Gleichrichterschaltungen für Drehstrom

Die folgenden drei Schaltungsmöglichkeiten betreffen die Gleichrichtung von Drehstrom. Sie sind für den Hobby-Elektroniker normalerweise nicht von Interesse.

Dreipuls-Gleichrichterschaltung M3

Wellenform der Ausgangsspannung bei Dreipuls-Drehstromgleichrichtung

Dieser Schaltungsaufbau entspricht dem der Einweggleichrichterschaltung E1. Es wird nur eine Diode für jede der drei Phasen. Diese Schaltung hat ebenfalls einen niedrigen Wirkungsgrad sowie eine hohe Restwelligkeit. Die Diode muss hier in Sperrichtung sogar noch größere Spitzenwerte der Eingangsspannung aushalten (U_sperr > 400V)!.

Sechspuls-Mittelpunktgleichrichterschaltung M6

Wellenform der Ausgangsspannung bei Sechspuls-Drehstromgleichrichtung

Auch hier wird, entsprechend der Gleichrichterschaltung M2, ein Drehstromtransformator mit Mittelpunktanzapfung benötigt. Es werden beide Halbwellen gleichgerichtet, wobei pro Halbwelle immer nur eine Diode leitet.

Sechspuls-Brückengleichrichterschaltung B6

Diese Schaltung ist die am meisten verwendete Drehstromgleichrichterschaltung. Sie besteht (entsprechend der Gleichrichterschaltung B2) aus 6 Dioden in einer Brückenschaltung. Da immer zwei Dioden leitend sind, fällt auch die doppelte Diodenspannung am Gleichrichter ab. Ähnlich der Schaltung M6 werden alle Halbwellen gleichgerichtet, im Gegensatz zu dieser wird jedoch nur ein "normaler" Drehstromtransformator ohne Mittenanzapfung benötigt.

Autor/en

• elayne
• williwilli

Quellen

Tabellenbuch der Elektrotechnik
Fachkunde Industrieelektronik und Informationstechnik

Weblinks

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201071.htm