Gleichrichter sind elektronische Geräte zur Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC); das Verständnis ihrer Konstruktionsprinzipien ist für praktische Anwendungen in Stromversorgungen und elektronischen Schaltungen unerlässlich; dieser Artikel untersucht die grundlegenden Konzepte hinter Halbwellen- und Vollwellengleichrichtern, einschließlich grundlegender Berechnungen für ihren Betrieb.

Halbwellengleichrichter

Der Halbwellengleichrichter läßt nur während einer Halbwelle des Wechselstromeingangs Strom durch, wobei er typischerweise eine einzige Diode verwendet, um die negative Halbwelle zu sperren, was zu einem pulsierenden Gleichstromausgang führt.

Bei der Auslegung ist eine Diode mit geeigneter PIV-Spitzenumkehrspannung und Vorwärtsstrombemessung zu wählen, wobei die Ausgangsspannung mit der Spitzeneingangsspannung abzüglich des Diodendurchgangsspannungsabfalls angenähert werden kann.

Vollwellengleichrichter

Der Vollweggleichrichter wandelt beide Wechselstromhalbwellen in pulsierende Gleichspannung um, wobei er mit einem Mittenabgrifftransformator mit zwei Dioden oder einem Brückengleichrichter mit vier Dioden realisiert werden kann.

Die Berechnung der Auslegung umfasst die Bestimmung der Spitzenspannung, der RMS-Spannung und der durchschnittlichen Ausgangsspannung.

Hauptberechnungen

  • Peak Voltage (Vp): Die maximale Eingangsspannung.
  • Ausgangsspannung (Vdc): Ungefähr als Vp minus Diodenabfälle.
  • Ripple Factor: Zeigt die Variation der Ausgangsspannung an.
  • Effizienz: Verhältnis von DC-Leistung zu AC-Leistungsaufnahme.