Glättung und Siebung

Durch die Gleichrichterschaltung entsteht eine stark pulsierende Gleichspannung. Zum Glätten dieser Spannung wird ein Kondensator verwendet. Meistens ein Elektrolytkondensator mit einer hohen Kapazität. Das Pulsieren der Spannung wird durch diesen Kondensator weitgehendst verhindert. Der Kondensator wird als Ladekondensator C_L bezeichnet. Man spricht auch von kapazitiver Belastung.
Während der Zeit des Anstiegs der Spannung lädt der Kondensator sich auf. Zwischen den Halbwellen überbrückt der Kondensator die Spannungslücke.
Je größer die Kapazität des Kondensators ist, um so besser ist die Glättung.
Die Kapazität kann aber nicht beliebig hoch gewählt werden, da sonst der hohe Ladestrom des Kondensators die Gleichrichterdioden zerstören würde.
Die Restwelligkeit der geglätteten Wechselspannung wird Brummspannung genannt. Die Brummspannung U_Brumm ist der Wechselspannungsanteil der geglätteten Wechselspannung. Die Brummspannung ist eine messbare Größe, die mit einem Oszilloskop dargestellt werden kann.

Die Brummspannung ist abhängig von

• der Kapazität des Ladekondensators C_L.
• der Zeit (Frequenz) mit der der Ladekondensator aufgeladen wird.
• der Größe der Belastung/Stromentnahme.

Die Brummspannung ist um so kleiner, je

• größer die Kapazität vom Ladekondensator C_L ist.
• größer der Lastwiderstand R_L / kleiner der Laststrom I_L ist.
• größer die Frequenz der Brummspannung ist.

Siebschaltungen / Siebglieder

Die Brummspannung kann mit zusätzlichen Siebgliedern verringert werden. Sieb- und Filterschaltungen sollen die Brummspannung (Wechselspannungsanteil einer geglätteten Wechselspannung) möglichst stark verringern, ohne den Innenwiderstand der gesamten Schaltung deutlich zu erhöhen.

RC-Siebglied
Durch den Widerstand R_S und den zweiten Kondensator C_S werden die Spannungsschwankungen hinter dem Ladekondensator C_L noch mehr ausgeglichen.
Bei größeren Stromstärken entsteht am Widerstand R_s ein zu großer Spannungsabfall. Bei großen Stromstärken verwendet man besser ein LC-Siebglied.

LC-Siebglied
Die LC-Siebung ist wegen des geringen Spulenwiderstandes R_Spule sehr vorteilhaft, wird aber wegen der Spulengröße und des Gewichtes seltener eingesetzt.

Weitere verwandte Themen:

• Gleichrichterschaltungen
• Spannungsstabilisierung mit Z-Diode
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• Festspannungsnetzteil
• Spannungsregelschaltung mit elektronischer Brummsiebung (Brummunterdrückung) von Thomas Schaerer

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