Elektronische Geräte genannt Gleichrichter Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandeln. Sie werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Signalaufbereitung, in elektronischen Schaltkreisen und in der Stromversorgung. Dies ist wichtig, da Wechselstrom in vielen elektronischen Schaltkreisen nicht verwendet werden kann und daher der Gleichrichter benötigt wird, um den Wechselstrom in einen verwendbaren Gleichstrom umzuwandeln. Gleichrichter bestehen typischerweise aus vier Dioden, die in einer Brückenkonfiguration verbunden sind. Die Dioden steuern die Richtung des Stroms, sodass dieser immer in die gleiche Richtung fließt, weshalb sie Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Die Dioden ermöglichen außerdem die Aufteilung des Stroms in zwei Teile, wobei ein Teil in die eine Richtung und der andere in die entgegengesetzte Richtung fließt. Die beiden Teile des Stroms werden dann kombiniert, sodass der Ausgang des Gleichrichters ein Gleichstrom ist. Dieser Gleichstrom wird für verschiedene Anwendungen verwendet, beispielsweise für die Stromversorgung von Computerschaltungen oder Motoren. Gleichrichter können auch zur Regelung der Leistung einer Gleichstromversorgung verwendet werden. Dies geschieht durch Anpassen der Dioden in der Brückenkonfiguration, sodass der Ausgang des Gleichrichters einen festen Spannungs- und Strompegel hat. Dadurch wird sichergestellt, dass die Stromversorgungsleistung konstant ist, was für viele Anwendungen wichtig ist. Gleichrichter werden auch für eine Vielzahl von Signalkonditionierungsanwendungen verwendet. Das bedeutet, dass sie Signale von einer Form in eine andere umwandeln, beispielsweise Wechselstrom in Gleichstrom oder digital in analog. Dies kann wichtig sein, um sicherzustellen, dass die Signale für die jeweilige Anwendung die richtige Form haben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Gleichrichter wichtige elektronische Geräte sind, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Sie werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Signalaufbereitung, in elektronischen Schaltkreisen und in der Stromversorgung. Sie bestehen typischerweise aus vier Dioden, die in einer Brückenkonfiguration verbunden sind, wodurch der Strom aufgeteilt und kombiniert werden kann, sodass der Ausgang ein Gleichstrom ist. Gleichrichter können auch zur Regelung des Ausgangs einer Gleichstromversorgung und für Signalkonditionierungsanwendungen verwendet werden.
Was ist ein Brückengleichrichter?
Eine elektrische Komponente, ein sogenannter Brückengleichrichter, wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um. Dies geschieht mithilfe eines Satzes von vier Dioden in einer Brückengleichrichterschaltung, die in einer „Brücken“-Formation konfiguriert sind, um den Fluss sowohl positiver als auch negativer Ströme zu ermöglichen. Der Brückengleichrichter wird in vielen elektronischen Geräten verwendet, beispielsweise in Netzteilen, AC-DC-Wandlern und Spannungsreglern. Vier Dioden – zwei auf jeder Seite – sind in einer Brückenanordnung angeordnet, um die Brückengleichrichterschaltung zu bilden. Die Dioden sind so angeschlossen, dass sie Strom in beide Richtungen leiten können. Wenn Wechselspannung an den Brückengleichrichter angelegt wird, wird jede Diode in Durchlassrichtung vorgespannt und der Strom fließt in eine Richtung durch den Stromkreis. Dadurch kann der Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden. Der Brückengleichrichter ist eine beliebte Wahl für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom, da er relativ einfach, effizient und kostengünstig ist. Es ist auch relativ einfach zu konstruieren. Der Brückengleichrichter kann auch höhere Wechselspannungen in niedrigere Gleichspannungen umwandeln, was in vielen Anwendungen nützlich ist. Sein einfaches Design, seine geringen Kosten und die Fähigkeit, hohe Wechselspannungen in niedrigere Gleichspannungen umzuwandeln, machen ihn zu einer beliebten Wahl für viele Anwendungen. Bei der Auswahl einer Gleichrichterschaltung für eine bestimmte Anwendung sollten jedoch die Leistungsverluste und der pulsierende Gleichstromausgang berücksichtigt werden.
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Bau eines Brückengleichrichters
Ein Brückengleichrichter ist eine elektronische Schaltung, die vier Dioden und einen Transformator kombiniert, um einen Wechselstromeingang (AC) in einen Gleichstromausgang (DC) umzuwandeln. Der Brückengleichrichter ist eine weit verbreitete Schaltung, die in Netzteilen, Gleichstrommotorsteuerungen und vielen anderen elektronischen Schaltungen Anwendung findet. Der grundlegende Betrieb des Brückengleichrichters umfasst einen Transformator, vier Dioden und einen Lastwiderstand. Der Transformator reduziert die Wechselspannung um einen bestimmten Betrag. Dies wird anschließend mit der Vier-Dioden-Brückengleichrichterschaltung genutzt. Die beiden Dioden auf einer Seite der Brücke bilden einen Einweggleichrichter, während die beiden Dioden auf der Brücke einen Vollwellengleichrichter bilden. Die beiden Gleichrichter sind in Reihe geschaltet, sodass beim Anlegen der Wechselspannung an die Brücke die beiden Gleichrichter zusammenarbeiten, um die Wechselspannung gleichzurichten. Der Ausgang des Brückengleichrichters ist eine pulsierende Gleichspannung. Mithilfe von Kondensatoren wird die pulsierende Gleichspannung dann gefiltert und ausgeglichen. Der Wechselstromeingang, sowohl die positive als auch die negative Hälfte, wird zum Laden und Entladen des Kondensators verwendet. Dadurch entsteht am Ausgang eine konstante Gleichspannung. Der Ausgang des Brückengleichrichters wird dann an einen Lastwiderstand angelegt, der dazu dient, die Gleichspannung auf einen geeigneten Pegel umzuwandeln.
Der Gleichrichter ist eine weit verbreitete Schaltung in Netzteilen, Gleichstrommotorsteuerungen und vielen anderen elektronischen Schaltungen. Es ist eine effiziente, zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit, eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln. Es kann auch AC- und DC-Eingangsspannungen verarbeiten und sowohl positive als auch negative Spannungen gleichrichten. Der Brückengleichrichter ist ein nützliches Gerät, das in vielen Anwendungen eingesetzt werden kann.
Diagramm eines Brückengleichrichters
Ein Gleichrichter wandelt mithilfe von vier Dioden den Wechselstromeingang in einen Gleichstromausgang um. Die Dioden sind in einer Brückengleichrichterschaltung so angeordnet, dass die Ausgangspolarität unabhängig von der Polarität am Eingang konstant ist. Im Diagramm eines Brückengleichrichters sind vier Dioden in einer Brückenkonfiguration gestapelt.
Der Eingang ist mit zwei Dioden verbunden, während der Ausgang mit den restlichen beiden verbunden ist. Die beiden an den Eingang angeschlossenen Dioden heißen 'Waffen ' der Brücke, während die beiden an den Ausgang angeschlossenen Dioden als ' bezeichnet werden. Beine' der Brücke. Wenn am Eingang des Brückengleichrichters ein Wechselstrom angelegt wird, fließt der Strom durch zwei der Dioden. Abhängig von der Polarität des Eingangs wird durch die beiden Dioden ein Schalter erzeugt, der den Stromfluss in die eine Richtung ermöglicht und ihn in die andere blockiert. Dadurch ist es möglich, den Strom von Wechselstrom auf Gleichstrom umzustellen. Der Ausgang des Brückengleichrichters ist ein Gleichstrom mit der gleichen Polarität wie der Eingang, unabhängig von der Polarität des Eingangs. Dies macht Brückengleichrichter für Anwendungen nützlich, die einen konstanten Gleichstrom erfordern. Elektromotoren, Batterieladegeräte und Netzteile sind nur einige der Geräte, die Brückengleichrichter verwenden. Auch zahlreiche Unterhaltungselektronikgeräte, darunter Computer, Fernseher und Mobiltelefone, nutzen sie.
Funktionsweise eines Brückengleichrichters
Der Brückengleichrichter verfügt über zwei Eingangsklemmen, die Anode und Kathode . An diese Klemmen wird der Wechselstrom angelegt. Die beiden AC-Eingangssignale sind phasenverschoben und die Brückengleichrichterschaltung nutzt diese Phasendifferenz, um die DC-Ausgangsspannung zu erzeugen. Die Dioden D1 und D3 sind in Durchlassrichtung vorgespannt, während die Dioden D2 und D4 in Rückwärtsrichtung vorgespannt sind, wenn die positive Halbwelle des Wechselstromsignals an die Anode und die negative Halbwelle an die Kathode D1 und D3 angelegt wird Es fließt ein Strom und es entsteht eine positive Ausgangsspannung.
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Ähnlich sind die Dioden D2 und D4 in Durchlassrichtung vorgespannt, während die Dioden D1 und D3 in Sperrrichtung vorgespannt sind, wenn die negative Halbwelle an die Anode und die positive Halbwelle an die Kathode angelegt wird. Die Ausgangsspannung ist negativ, wenn der Strom durch D2 und D4 fließt. Die Brückengleichrichterschaltung kann eine Vollweggleichrichtung eines Wechselstromsignals ermöglichen. Der Ausgang des Brückengleichrichters ist ein pulsierendes Gleichstromsignal mit einer Spitzenspannung, die der Spitzenspannung des Wechselstromsignals entspricht. Die Ausgangsspannung kann durch Anschließen eines Filterkondensators an die Ausgangsklemmen geglättet werden. Der Filterkondensator lädt und entlädt sich mit jeder Halbwelle des Wechselstromsignals und glättet so den pulsierenden Gleichstromausgang des Brückengleichrichters. Die Brückengleichrichterschaltung ist effizienter als eine Vollweg-Gleichrichterschaltung mit Mittelanzapfung, da kein Transformator mit Mittelanzapfung erforderlich ist. Es hat außerdem den Vorteil, dass es eine höhere Ausgangsspannung liefert als eine Vollweg-Gleichrichterschaltung mit Mittenabgriff. Die Brückengleichrichterschaltung wird häufig in Stromversorgungen und anderen Anwendungen verwendet, bei denen eine zuverlässige und effiziente Gleichstromversorgung erforderlich ist. Es wird auch in Motorsteuerkreisen verwendet, in denen der Ausgang des Brückengleichrichters zur Steuerung der Motordrehzahl verwendet wird.
Brückengleichrichter werden in vielen Anwendungen eingesetzt, unter anderem Netzteile, Motorsteuerkreise, und viele andere Anwendungen, die eine zuverlässige und effiziente Gleichstromversorgung erfordern. Sie werden auch in AC/DC-Wandlern eingesetzt, die Wechselspannung in Gleichspannung umwandeln. Darüber hinaus werden Brückengleichrichter in vielen Unterhaltungselektronikgeräten wie Fernsehern und DVD-Playern eingesetzt, wo sie zur Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung dienen. Die Brückengleichrichterschaltung ist eine sehr einfache und effiziente Möglichkeit, ein Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln. Der Vorteil besteht darin, dass eine Vollwellengleichrichtung möglich ist, ohne dass ein Transformator mit Mittelanzapfung erforderlich ist. Es kann eine höhere Ausgangsspannung liefern als eine Vollweg-Gleichrichterschaltung mit Mittenabgriff. Aufgrund seiner Zuverlässigkeit und Effizienz wird es in vielen Anwendungen der Unterhaltungselektronik und Stromversorgung eingesetzt.
Arten von Brückengleichrichtern
1. Halbwellengleichrichter
Ein Einweggleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der nur die Durchleitung und Umwandlung einer halben Periode der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zulässt. Es ist der einfachste Gleichrichtertyp und wird normalerweise für Anwendungen mit geringer Leistung verwendet.
2. Vollweggleichrichter
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Ein Vollwellengleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der beide Halbwellen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung umwandelt. Er ist effizienter als ein Einweggleichrichter, da er beide Halbwellen der Eingangswechselspannung nutzt.
3. Einphasen-Brückengleichrichter
Ein einphasiger Brückengleichrichter ist eine Art Gleichrichter, der zur Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom verwendet wird. Es besteht aus vier Dioden, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung beider Halbzyklen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu ermöglichen.
4. Dreiphasen-Brückengleichrichter
Ein dreiphasiger Brückengleichrichter ist eine Art Gleichrichter, der zur Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom verwendet wird. Es besteht aus sechs Dioden, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung aller drei Phasen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu ermöglichen.
5. Doppelspannungsgleichrichter
Ein Spannungsverdoppler-Gleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der zur Verdoppelung der Ausgangsspannung der Wechselstrom-Eingangsspannung verwendet wird. Es besteht aus zwei Dioden, zwei Kondensatoren und zwei Widerständen, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung der Eingangswechselspannung in eine Gleichspannung mit doppeltem Ausgang zu ermöglichen.
6. Spannungsvervielfacher-Gleichrichter
Ein Spannungsvervielfacher-Gleichrichter ist eine Art Gleichrichter, der zur Vervielfachung der Ausgangsspannung der Wechselstrom-Eingangsspannung verwendet wird. Es besteht aus mehreren Dioden, Kondensatoren und Widerständen, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung der Eingangswechselspannung in eine Gleichspannung mit mehreren Ausgängen zu ermöglichen.
7. Hochleistungs-Brückengleichrichter
Ein Hochleistungsbrückengleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der in Hochleistungsanwendungen zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom verwendet wird. Es besteht aus vier Dioden, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung beider Halbzyklen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu ermöglichen.
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8. Zwangskommutierter Brückengleichrichter
Ein zwangskommutierter Brückengleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der in Hochleistungsanwendungen zur Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom verwendet wird. Es besteht aus vier Dioden, vier Thyristoren und vier Induktivitäten, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung beider Halbzyklen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu ermöglichen.
9. Weich kommutierter Brückengleichrichter
Ein weichkommutierter Brückengleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der in Hochleistungsanwendungen zur Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom verwendet wird. Es besteht aus vier Dioden, vier Thyristoren und vier Kondensatoren, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung beider Halbzyklen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu ermöglichen.
10. Mehrphasen-Brückengleichrichter
Ein mehrphasiger Brückengleichrichter ist ein Gleichrichtertyp, der in Hochleistungsanwendungen zur Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom verwendet wird. Es besteht aus mehreren Dioden, Thyristoren und Kondensatoren, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die Umwandlung mehrerer Phasen der Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu ermöglichen.
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Vorteile eines Brückengleichrichters
Bei der Brückengleichrichterschaltung handelt es sich um eine Vollweggleichrichterschaltung, die umwandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC). Es ist eine effiziente Möglichkeit, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, da sowohl die positiven als auch die negativen Zyklen des Wechselstromsignals genutzt werden. Brückengleichrichter wandeln Wechselstrom effizient in Gleichstrom um, da sie Dioden verwenden, um Wechselstrom mit minimalem Leistungsverlust in Gleichstrom umzuwandeln. Dadurch eignen sie sich ideal für Anwendungen, bei denen die Energieeffizienz wichtig ist, beispielsweise bei Solarmodulen oder batteriebetriebenen Geräten. Zudem sind sie relativ einfach aufzubauen, da sie nur vier Dioden und einen Transformator benötigen, was sie für viele Anwendungen zu einer kostengünstigen Lösung macht. Und hier sind einige weitere Vorteile eines Brückengleichrichters.
- Die Brückengleichrichterschaltung ist effizienter als Gleichrichter mit Mittelabgriff, da sie vier Dioden anstelle von zwei Dioden und einen Transformator mit Mittelabgriff verwendet. Brückengleichrichter sind effizienter als Gleichrichter mit Mittelabgriff, da sie weniger Komponenten enthalten, weniger Verkabelung erfordern usw haben aufgrund der geringeren Anzahl an Anschlüssen weniger Verluste. Darüber hinaus können Brückengleichrichter höhere Eingangsspannungen verarbeiten als Gleichrichter mit Mittelabgriff und liefern Ausgangsspannungen mit weniger Welligkeit.
- Die Brückengleichrichterschaltung ist einfach und leicht aufzubauen. Außerdem sind nur minimale Komponenten erforderlich und die Ausgabe ist relativ verzerrungsfrei.
- Die Brückengleichrichterschaltung macht einen Transformator mit Mittelanzapfung überflüssig und macht sie zuverlässiger und kostengünstiger.
- Die Brückengleichrichterschaltung erzeugt einen gleichgerichteten Vollwellenausgang, der effektiver ist als der von anderen Gleichrichterschaltungen erzeugte halbwellengleichgerichtete Ausgang.
- Die Brückengleichrichterschaltung hat einen hohen Stoßstromwert, wodurch sie große Lastströme ohne Verzerrung oder Beschädigung verarbeiten kann.
- Die Brückengleichrichterschaltung verfügt über einen Hochfrequenzgang, der schnell auf sich ändernde Eingangssignale reagiert. Dies macht es ideal für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom in Anwendungen, die eine schnelle Reaktion erfordern.
- Die Brückengleichrichterschaltung erzeugt eine saubere, stabile DC-Ausgangsspannung ohne Welligkeit. Dies macht es ideal für Anwendungen, die eine gleichmäßige, konstante Gleichspannung erfordern.
- Die Brückengleichrichterschaltung ist gegenüber Schwankungen des Laststroms toleranter als andere Gleichrichterschaltungen. Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen der Laststrom wahrscheinlich schwankt.
- Die Brückengleichrichterschaltung ist äußerst zuverlässig und robust und hält Spannungs- und Stromstößen stand. Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen Zuverlässigkeit und Haltbarkeit wichtig sind.