Was ist aktive Gleichrichtung?
Bei der aktiven Gleichrichtung wird Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) mit sehr geringer Verzerrung der Niederspannungseingänge umgewandelt. Eingangswechselspannungspegel zwischen 0 und 0,7 Volt (V) sind ein häufiges Problem bei der Verwendung von passiven Silizium- oder Germaniumgleichrichtern. Die ideale Diode schaltet sich mit einer Spannung von Null zwischen Anode und Kathode ein. In realen Schaltungen tritt jedoch an der Siliziumdiode ein Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung von etwa 0,7 V und bei der Germaniumdiode von etwa 0,3 V auf.
Die aktive Gleichrichtung wird für Schaltkreise verwendet, die mit niedrigen Wechselstrompegeln umgehen, z. B. zur speziellen Erfassung von AM-Signalen (Amplitudenmodulation). In AM hat der Funkfrequenzträger (RF) einen durchschnittlichen Spitzenpegel oder eine Hüllkurve, die die Modulation oder die auf der Funkwelle übertragene Information überträgt. Nach der Wiederherstellung des Trägers befindet sich im AM-Empfänger eine AM-Erfassungsschaltung, die die Hüllkurve wiederherstellt. Wenn die Hüllkurve weniger als 0,7 V beträgt und eine Demodulation erforderlich ist, wird eine aktive Gleichrichterschaltung benötigt.
In Generatoren wird eine synchrone Gleichrichtung anstelle einer aktiven Gleichrichtung verwendet. Die synchrone Gleichrichtung wird durch Synchronkontakte ermöglicht, die als Kommutatoren bezeichnet werden. Wenn eine Rotorwicklung mit einem positiven Ausgangssignal fortschreitet, wird diese Rotorwicklung schnell in den Ausgangsanschluss geschaltet oder kommutiert. Sobald seine Spannung unter einem bestimmten positiven Mindestpegel liegt, wird er vom Ausgang getrennt. Mehrere dieser Wicklungen werden abwechselnd für die Ausgabe verwendet, während sich der Rotor weiter dreht, was zu einer Gleichstromausgabe ohne elektronische Gleichrichter führt.
Die aktive Gleichrichtertechnik kann aktive Vorrichtungen wie Transistoren und Operationsverstärker verwenden. Invertierende Operationsverstärker mit einer Diode in der Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers und dem invertierenden Eingang weisen nahezu ideale aktive Gleichrichtereigenschaften auf. Der sehr kleine Durchlassstrom, der zum Betreiben der genannten Diode benötigt wird, führt zu einer Verzerrung des Ausgangssignals von weniger als 0,01 V, und dies ist eine große Verbesserung gegenüber der passiven Gleichrichtung, die einen Eingang von mindestens 0,3 V erfordert. Bei der elektrischen Leistungsumwandlung besteht aufgrund der umzuwandelnden relativ hohen Spannungen nur ein geringer Bedarf an aktiver Gleichrichtung. Passive Gleichrichter, die Spannungsverluste von etwa 1,4 bis 2 Volt Gleichstrom (VDC) verursachen, sind akzeptabel, da von ungeregelten Spannungsquellen enorme Spannungsreserven zur Verfügung stehen.
Die H-Brücke ist eine sehr nützliche Schaltungskonfiguration. Bei Verwendung mit Dioden wird die H-Brücke zum Vollweggleichrichter. Die Gleichstromausgänge werden dort abgenommen, wo die Anoden-Anoden- und Kathoden-Kathoden-Knoten verbunden sind. In Verbindung mit Transistoren kann die H-Brücke eine Last wie einen Motor oder einen Lautsprecher bidirektional ansteuern. In aktiven Gleichrichtungsanwendungen kann die H-Brücke verwendet werden, um die für einen stabileren Schaltungsbetrieb erforderliche Signalbegrenzung und Impedanztransformation bereitzustellen.