Gleichrichter

In der Elektrotechnik und Elektronik ein Gleichrichter oder Gleichrichter ist eine Vorrichtung, um ein Wechselsignal glätten oder zu transformieren das Signal in ein Signal nicht negativ dient. Der Gleichrichter zu den anderen Komponenten verbunden ist, wird verwendet, um den Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Es wird oft von dem Begriff Gleichrichter übersetzt, aber es ist ein Fehler.

Einweggleichrichter

Das Eingangssignal, Sinuswelle ist mit einer Diode in Reihe mit dem Lastwiderstand angelegt wird. Wenn die Kathode in Richtung der Last gegenüber, ermöglicht die Diode den Durchgang nur die positiven Halbwellen, so dass bei Null den Spannungswert in Übereinstimmung mit den negativen Halbwellen.


Doppelhalbwellengleichrichter

Verwendung eines Transformators mit dem sekundären Auslass mit einem halben Wicklung oder auch vorgesehen ist mittig angezapften Transformator ist es möglich, zwei Spannungen aus der Phase um 180 ° zu erhalten, das einzeln mittels zweier Dioden begradigt werden kann. Die Gesamtspannung der Sekundärwicklung des Transformators muß doppelt so groß sein, daß für das Richten auf eine Halbwelle erforderlich.

Gleichrichter-Dioden-Brücke

Annahme vier in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind Dioden Graetz ist möglich, ein Signal, das die Summe aus einer positiven Halbwelle plus der negativen Halbwelle auf den Kopf zu erhalten. Diese Lösung, die weithin in der Stromversorgung verwendet wird, erheblich erleichtert die anschließende Filtern und Glätten der Spannung, die einen Gleichstrom zu erhalten, nicht darüber hinaus einen Transformator mit Doppelwicklung Mittenanzapfung erfordern. Hauptnachteil dieser Methode besteht darin, einen Spannungsabfall gleich der von zwei in Reihe geschalteten Dioden, also auch mehr als 2 Volt aufweisen. In Abflachung sehr kleinen Spannungen ist es somit ein Verlust und eine übermäßige Verzerrung.

Eine ähnliche Konfiguration besteht aus sechs Dioden ermöglicht, um eine Dreiphasenspannung unter Verwendung aller drei Phasen zu begradigen.

Energieeffizienz

Jede Diode, wenn er von Strom durchflossen, hat einen Spannungsabfall an ihren Anschlüssen relativ konstant. Für Silizium-Dioden dieser Wert liegt bei etwa 0,6 Volt. Der Strom von jeder Diode abgeführt wird von der an ihren Anschlüssen an die Stromdurchgangs durch sie anliegende Spannung angegeben. Da in einem Brückengleichrichter, während jeder Halbwelle führen zwei Dioden, die Gesamtleistung auf das Doppelte von dem von einer einzigen Diode abgeführt gleich.

Beispiel: Gegeben sei ein Fall von 1 V, mit einem wirksamen Strom von 10 A, leitet jede Diode 10 W. Da zwei Dioden führen in jedem Augenblick, setzt die Gesamtleistung abgeführt wird 20 W, die auf die Eingangsleistung subtrahiert werden muß, um zu erhalten der Wert der gelieferten Ausgangsleistung. Es realisiert auch, daß die Gleichrichtervorrichtungen müssen in der Regel mit Hilfe von Metalllamellen und ggf. Lüfter gekühlt werden, sofern die Ströme nicht auf einige wenige Ampere begrenzt. In größeren Richtschienen des Kühl wird es oft durch eine Hydraulikschaltung durchgeführt.

Engineering

Ein Brückengleichrichter kann durch geeignete Verbindungs ​​Dioden einfach realisiert werden, doch gibt es auf dem Markt eine Vielzahl von integrierten Geräte einsatzbereit. Die Lösung der einzelnen Dioden ist besonders geeignet für hohe Ströme, da die Wärmeableitung erleichtert.

Der Gleichrichter Wechselstrom von einem Abwärtstransformator aus dem Netz empfangen oder direkt. Das Impulssignal, das von einem Gleichrichter kann als die Überlagerung einer Wechselspannungskomponente und einer Gleichstromkomponente, die den durchschnittlichen Wert verschiebt berücksichtigen. Dafür zu Stufe nach den aktuellen hergestellt, es am Ausgang einer Gleichrichterschaltung RC-Tiefpass, der den Zweck der Unterdrückung der AC-Komponente entsteht. Oft wird der Widerstand nicht hinzugefügt wird, sondern durch die Innenwiderstände der Leitungen, Dioden und einem Kondensator gebildet ist.

Um eine grobe Vorstellung von dem Spannungspegel nach der Formel zu erhalten:

wobei Veff ist die effektive Spannung an dem Eingang des Gleichrichters. Beispielsweise aus einer Wechselspannung von 12 V effektiv, die 70% der Spitzenwert gleich 17 V, die dazu bestimmt ist, mit dem Anlegen einer Last nach unten zu kommen und das von dem Spannungsabfall, der durch die Dioden in den leitenden Zustand gegeben subtrahiert werden muß wäre , ca. 1,5-2 V insgesamt.

Sowohl im Falle einer Halbwellen-Gleichrichter, der in zwei Halbwellen, die Parameter für die Wahl der Vorrichtung in Betracht gezogen werden, sind:

  • Die maximale Nennspannung: jede Diode standhalten muß, ohne Schaden eine Sperrspannung gleich der Spitzenspannung. Gebräuchlich sind Dioden mit Durchbruchspannungen von mehr als 1 kV.
  • Maximalen Nennstrom: Dieser Parameter ist eine Funktion der Leistung des verwendeten Geräts. Es ist der Strom mit Kontinuität der Annahme, dass das Gerät ordnungsgemäß gekühlt ertragen. Möglich momentane Überströme, beispielsweise bei Strom beim Aufladen der Kondensatoren.

Präzisions-Gleichrichter oder superdiodo

Wo das Signal zu richt hat eine sehr niedrige Spannung, der Spannungsabfall der Diode nicht vernachlässigbar. Da die Antriebs beginnt erst nach dem Überschreiten des Schwellenwertes, werden Signale unterhalb vollständig gelöscht. Auch über der Schwelle liegt, wird der Spannungsabfall von dem Signal subtrahiert.

Um dieses Nachteil zu vermeiden, in der Messinstrumente und andere Einrichtungen, die eine genaue Korrektursignal erforderlich, unter Verwendung von Dioden in der Rückkopplungsschleife eines Operationsverstärkers eingesetzt.

In dieser Schaltung arbeitet der Verstärker als Folger, wonach der Wert Vo an dem gleichen Wert von Vi. Da diese Bedingung auftreten müssen:

wobei Vd der Spannungsabfall an der Diode und G die Verstärkung des Operationsverstärkers. Da G in der Regel in die Hunderttausende oder Millionen, wird die Schwellenspannung um einen Faktor gleich dem Spannungsabfall reduziert und somit wird der Fehler hauptsächlich durch die Fehler des Operationsverstärkers durch Unwucht verursacht, insbesondere Eingangsspannung, die Geschwindigkeit und der Eingangsstrom des invertierenden Anschluß.

Technologies Gleichrichter

Die Entwicklung der Technik hat die Verwendung von verschiedenen Arten von Gleichrichter geführt. Alle Vorrichtungen erfunden wird auf einem physikalischen Phänomen, das den Durchgang der Elektronen in der einen Richtung ermöglicht. Die wichtigsten Lösungen werden in chronologischer Reihenfolge:

  • Rotary Converter: es ein Wechselstrommotor mit einer Gleichstromgenerator gekoppelt ist. Es ist möglicherweise reversibel.
  • Vakuumdiode: eine Vakuumröhre, in der die Kathode Elektronen emittiert, die durch die Anode absorbiert werden durch die Bestimmung des Stromflusses. Da die Anode kalt ist, keine Elektronen in der Rückwärtsrichtung aussenden kann.
  • Quecksilberdampfgleichrichter und Ignitrone: dies ist von besonderer Ventile Kaltkathode in der es den in einer Quecksilberdampf, der den Stromdurchgang in einer Richtung ermöglicht erzeugten elektrischen Lichtbogen hält. Die Verwendung dieser Vorrichtung ist in der Richt der Spannung der Bahn, wo das Vakuum Diode wurde nicht betrieben hatte.
  • Elektrolyse: nutzt die Polarisation einer elektrochemischen Zelle.
  • Kupferoxid und Selen: die Metalloxide zu Metallen gekoppelt haben die Eigenschaft, die als Dioden verhalten. Mehrere Schichten aus Selen auf der einen Seite und Kupfer oxidiert wurden gestapelt, um eine Reihenschaltung zu bilden.
  • Ein Kristall: wenn auf bestimmte Kristalle, insbesondere der Bleiglanz, gedrückt wird eine Metallspitze wird eine Diode als Folge der Wirkung Spitze versehen. Dieser Effekt wurde in einem alten Radio verwendet.
  • Ein Halbleiter: ist die bereits bestehende marktbeherrschende Technologie zunächst auf Germanium-basierte, jetzt auf Silizium, verwendet werden, um Dioden und Thyristoren machen. Es wird durch die Verbindung von zwei Teilen der dotierten Halbleiter mit Verunreinigungen in der entgegengesetzten Art und Weise gebildet.
  • Schottky-Diode: ist ähnlich zu der Halbleiterdiode, mit dem Unterschied, daß einer der beiden Teile aus einem Metall, wodurch ein Metall-Halbleiter-Kontakt. Er ist ein Nachkomme, Prinzip, dem Gleichrichter Kristall.
  • Siliciumcarbid, eine neue Technologie, die Schaffung von Gleichrichterdioden ohne Reverse-Recovery ermöglicht. Diese Funktion ist von grundlegender Bedeutung in den Anwendungen der Hochfrequenzleistung und die Schaltgeschwindigkeit und HiFi-Audio-Verstärker, um die in die Gleichrichterschaltung eingeführte Rauschen zu reduzieren.
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