Was ist ein Leistungsgleichrichter?
Ein Gleichrichter ist ein Gerät, mit dem Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird. Ein Gleichrichter ist das Gegenteil eines Wechselrichters, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Viele kleine Haushaltsgeräte wie Laptops, Fernseher und Videospielsysteme verwenden Gleichrichter, um nutzbaren Strom zu erzeugen.
Es gibt zwei grundlegende Arten von elektrischer Energie. Wechselstrom kehrt periodisch die Richtung von negativ nach positiv und zurück um. Gleichstrom kehrt die Richtung nicht um.
Da Wechselstrom mit minimalen Verlusten über Kabel übertragen werden kann, wird der Strom, der vom Elektrizitätsunternehmen in ein durchschnittliches Haus fließt, als Wechselstrom bezeichnet. Das Problem ist, dass die meisten kleinen Haushaltsgeräte keinen Gleichstrom mehr haben. Ein Gleichrichter muss verwendet werden, um den Betrieb dieser Geräte zu ermöglichen, wenn sie an eine Steckdose angeschlossen sind.
Ein Leistungsgleichrichter kann so einfach sein wie eine einzelne Diode. Eine Diode ist eine kleine Glas- und Drahtkomponente, die Elektrizität nur in eine Richtung leitet. Die einzelne Diode kann als Gleichrichter wirken, indem sie entweder den negativen oder den positiven Wechselstrom blockiert.
Ein Leistungsgleichrichter, der eine einzelne Diode verwendet, führt eine Halbwellengleichrichtung durch. Dies bedeutet, dass nur die Hälfte der Welle den Ausgang erreicht. Es ist kostengünstig und einfach, aber sehr ineffizient.
Durch den Einsatz mehrerer Dioden kann der Wirkungsgrad gesteigert werden. Ein Vollweggleichrichter wandelt das gesamte Wechselstromsignal in Gleichstrom um. Dieses Verfahren erfordert vier Dioden in einer Formation, die als Diodenbrücke bezeichnet wird.
Ein der Diodenbrücke ähnlicher Vollweggleichrichter kann mit einem Transformator und zwei Dioden hergestellt werden. Der Transformator muss eine Sekundärwicklung mit Mittenabgriff haben. Dies bedeutet, dass eine Verbindung auf halber Strecke des Transformators hergestellt wird. Dies ist effizienter als die einzelne Diode, aber teurer als die Diodenbrückenmethode. Es gibt andere Arten von Gleichrichtern, diese werden jedoch am häufigsten verwendet.
Das Hauptproblem bei jedem Gleichrichter ist, dass Wechselstrom Spitzen und Tiefs aufweist. Aus dieser Art von Leistung hergestellter Gleichstrom weist keine konstante Spannung auf. Dies kann zu Komplikationen bei elektrischen Geräten führen.
Um ein stabiles Gleichstromsignal zu erzeugen, muss der Leistungsgleichrichter mit einer Art Glättungsschaltung oder Filter gekoppelt werden. Am einfachsten ist ein Reservoirkondensator am Gleichrichterausgang. Je größer der Kondensator ist, desto mehr wird die Welligkeit geglättet. Der Nachteil ist, dass ein großer Kondensator höhere Spitzenströme erzeugt.