Brückengleichrichter
Was ist ein Brückengleichrichter und wie funktioniert er? Alles Wichtige darüber erfährst du hier dazu!
Inhaltsübersicht
Brückengleichrichter einfach erklärt
Ein Brückengleichrichter ist eine elektrische Schaltung, welche einen Wechselstrom zu einem Gleichstrom umwandelt. Die Schaltung besteht aus einer Wechselspannungsquelle und vier Dioden (D1-D4), wobei diese in Paaren parallel geschaltet sind.
Da die Dioden immer nur in eine Richtung Strom durchlassen, fließt der Strom nur auf zwei bestimmten Wegen durch die Schaltung. Beim Gleichstrom-Verbraucher innerhalb der Schaltung ist der Stromfluss allerdings gleich. Das ist wichtig für die Funktionsweise dieses Gleichrichters.
Typische Anwendungsbereiche der Brückengleichrichterschaltung liegen beispielsweise bei verschiedenen Stromversorgungen und Netzteilen von elektronischen Geräten. So brauchen Computer, Fernseher und Radios beispielsweise Gleichstrom, obwohl aus der Steckdose nur Wechselstrom kommt. Dafür wandelt der Gleichrichter in Netzteilen den Strom um.
Brückengleichrichter — Funktionsweise
Für die Funktionsweise eines Brückengleichrichters ist der Verlauf des Stromflusses wichtig. Dieser lässt sich am besten mit einer alternativen Darstellungsform der Brückengleichrichterschaltung erkennen, bei der die Parallelschaltung eindeutig sichtbar ist.
Der Stromfluss fängt bei der Wechselspannungsquelle an. Bei Wechselspannungen wechselt die Spannung durchgehend ihre Polarität. Du kannst sie dir grafisch als Sinus-Welle vorstellen. Dabei hat sie zwei Stromflüsse, die sich in ihrem Verlauf immer wieder abwechseln: eine positive Halbwelle und eine negative Halbwelle.
Beide Halbwellen durchlaufen Dioden . Eine Diode lässt den Strom nur in eine Richtung fließen und sperrt den Weg in die andere Richtung. Für unsere Stromflüsse bedeutet das Folgendes:
- Die positive Halbwelle fließt durch D3 und D2, während sie von D1 und D4 blockiert wird.
- Die negative Halbwelle fließt durch D1 und D4, während sie von D3 und D2 blockiert wird.
Beim Verbraucher wie einem Widerstand laufen die Halbwellen als pulsierender Gleichstrom in dieselbe Richtung.
Übrigens: Der Begriff „pulsierend“ drückt aus, dass die Spannung bzw. der Strom schwankt und nicht permanent auf einem Wert bleibt.
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Halbwelle
Eine Halbwelle ist ein anderer Begriff für die Halbschwingung. Sie bezeichnet den Anteil einer Sinus-Welle, welcher keinen Vorzeichenwechsel hat. Damit sind also entweder nur die Wellenberge oder nur die Wellentäler gemeint.
Brückengleichrichter — Spannung
Die negative Halbwelle der Wechselspannung wird durch den Verlauf der Dioden hochgeklappt. Damit ist gemeint, dass die Dioden sie in dieselbe Richtung wie die positive Halbwelle lenken und somit positiv werden lassen.
Am Ausgang bzw. beim Verbraucher werden die negative Halbwelle und die positive Halbwelle dann also addiert, wodurch die pulsierende Gleichspannung entsteht.
Diese Spannung schwankt allerdings noch relativ stark. Du kannst auch von einer hohen Welligkeit sprechen. Deshalb glätten oftmals Bandpass- oder Bandsperrfilter die Wellen, sodass sich fast eine gerade Linie wie bei einer üblichen nicht pulsierenden Gleichspannung ergibt.
Im Vergleich zu Einweggleichrichtern ist die Welligkeit allerdings noch gering. Die Einweggleichrichter benutzen ausschließlich eine Diode und machen somit nur die positiven Halbwellen für den Gleichstrom nutzbar. Die negative Halbwelle wird von der Diode blockiert. Demnach sind die Schwankungen im Stromfluss hier noch stärker, was zu einer hohen Belastung der Spannungsquelle führt.
Brückengleichrichter — Vorteile
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Hohe Effizienz: Da Brückengleichrichter beide Halbwellen der Wechselspannung bei der Umwandlung nutzen können, gibt es sehr wenig Spannungs- und Energieverlust.
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Einfache Schaltung: Im Grunde bestehen Brückengleichrichter nur aus vier Dioden und einer Spannungsquelle. Dieser Aufbau ist sehr einfach und somit gut skalierbar, sodass er auch beispielsweise in kleineren Netzteilen genutzt werden kann.
- Relativ geringe Welligkeit: Der Brückengleichrichter hat im Vergleich zu anderen Gleichrichtern eine relativ geringe Welligkeit, wodurch einfachere Filter wie ein Kondensator zum Glätten der Spannung ausreichen.
Gleichrichter
Jetzt weißt du, wie ein Brückengleichrichter funktioniert und wofür er verwendet wird. Welche weiteren Gleichrichter es gibt und wo sie angewendet werden, erfährst du in diesem Video dazu!
