Gleichrichterschaltungen

Zum Erzeugen von Gleichspannungen gibt es zum Beispiel Primärelemente (Batterien) und Sekundärelemente (Akkus). Sie erzeugen eine Gleichspannung durch Umwandlung von chemischer in elektrische Energie.
Eine Alternative ist das Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Wechselspannung. Dazu macht man sich die Ventilwirkung des pn-Übergangs von Halbleiterdioden zunutze.

Hinweis: In den folgenden Gleichrichterschaltungen befindet sich ein Widerstand, der nach den Dioden geschaltet ist. Dieser Widerstand ist notwendig, um ein einwandfreies Potential für die Messung mit dem Oszilloskop abgreifen zu können. Ohne den Widerstand hätte man keinen geschlossenen Stromkreis.
In der praktischen Anwendung der Gleichrichterschaltungen wird der Widerstand durch die nachfolgende Schaltung ersetzt.

Einweg-Gleichrichterschaltung / Einpuls-Mittelpunktschaltung M1

Einweggleichrichter-Schaltung
Die Einweg-Gleichrichterschaltung wird auch als Einpuls-Mittelpunktschaltung M1 bezeichnet. Sie besteht aus eine einfachen Diode. Die Polung der Diode bestimmt ob ein positiver oder ein negativer Spannungswert am Ausgang der Schaltung anliegt.
Dadurch, dass die Halbleiterdiode den Strom nur in eine Richtung durchlässt, sperrt sie die vom Wechselstrom kommende zweite Halbwelle.

Oszilloskop-Bild der Eingangsspannung Ue

Eingangsspannung der Einweggleichrichterschaltung
Am Eingang der Einweg-Gleichrichterschaltung wird eine ganz gewöhnliche sinusförmige Wechselspannung angelegt.

Oszilloskop-Bild der Ausgangspannung Ua

Ausgangsspannung der Einweggleichrichterschaltung
Am Ausgang der Einweg-Gleichrichterschaltung entsteht eine pulsierende Gleichspannung. Da der Strom nur in eine Richtung durch die Diode fließt, fehlt die jeweils zweite Halbwelle der Wechselspannung in der Ausgangsspannung Ua.
Unter ohmscher Belastung (Widerstand R) bricht die pulsierende Gleichspannung auf UDC mit einer Restwelligkeit zusammen.

Mittelpunkt-Zweiweg-Gleichrichterschaltung / Zweipuls-Mittelpunktschaltung M2

Mittelpunkt-Zweiweg-Gleichrichterschaltung
Die Mittelpunkt-Zweiweg-Gleichrichterschaltung wird auch als Zweipuls-Mittelpunktschaltung M2 bezeichnet. Sie setzt einen Trafo mit einer Mittelanzapfung voraus, in den der Strom zurückfließen kann.
Durch die beiden Dioden wird der Strom der beiden Halbwellen der Eingangsspannung Ue über einen Punkt der Schaltung geführt. Auf einer gemeinsamen Leitung werden die Ströme zum Trafo zurückgeführt.

Oszilloskop-Bild der Eingangsspannung Ue

Eingangsspannung der Brückengleichrichterschaltung
Am Eingang der Mittelpunkt-Zweiweg-Gleichrichterschaltung wird eine ganz gewöhnliche sinusförmige Wechselspannung angelegt.

Oszilloskop-Bild der Ausgangsspannung Ua

Ausgangsspannung der Brückengleichrichterschaltung
Der Strom der ersten Halbwelle fließt durch die Diode D1 wird unverändert über den Widerstand geführt und kann wegen der Diode D2 nur über die Mittelanzapfung zum Trafo abfließen.
Der Strom der zweiten Halbwelle wird durch die Diode D2 geführt. Über die Diode D1 kann er nicht direkt zum Trafo abfließen, sondern wird über den Widerstand zur Mittelanzapfung geführt.

Brücken-Gleichrichterschaltung / Zweipuls-Brücken-Gleichrichterschaltung B2

Brücken-Gleichrichterschaltung
Die Brücken-Gleichrichterschaltung wird auch als Zweipuls-Brücken-Gleichrichterschaltung B2 bezeichnet. Sie besteht aus jeweils zwei parallelgeschalteten Diodenpaaren. Der Wechselspannungseingang befindet sich zwischen den Diodenpaaren.
Durch die Anordnung der Halbleiterdioden in der Schaltung fließt der Wechselstrom in zwei verschiedenen Wegen durch die Schaltung.
Der Verbraucher wird immer in einer Richtung vom Strom durchflossen.

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