11.8
Halbwellengleichrichter
Eine Diodengleichrichterschaltung wandelt Wechselspannung in eine unidirektionale Gleichspannung um, wobei entweder Halbwellen- oder Vollwellenkonfigurationen verwendet werden.
Stellen Sie sich eine Halbwellengleichrichterschaltung vor, die aus einer Diode, einem Widerstand und einem sinusförmigen Eingangssignal in Reihenkombination besteht.
Während der positiven Halbzyklen des Eingangssignals, wenn die Spannung den Spannungsabfall der Diode überschreitet oder gleich ist, wird sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt, sodass der Strom fließen kann.
Die Ausgangsspannung wird dann bestimmt, indem der Spannungsabfall der Diode von der Eingangsspannung subtrahiert wird.
Umgekehrt ist während des negativen Halbzyklus die Eingangsspannung niedriger als der Spannungsabfall der Diode, und die Diode bleibt nicht leitend, was zu einer Ausgangsspannung von Null führt.
Obwohl die Eingangsspannung mit einem Durchschnittswert von Null die Polarität ändert, bleibt der Ausgang aufgrund der Gleichrichtung unidirektional mit einem konstanten Mittelwert.
Die inverse Spitzenspannung stellt die maximale Sperrspannung dar, der eine Diode ohne Beschädigung standhalten kann.
Bei einem Halbwellengleichrichter tritt dies während negativer Halbzyklen auf, wenn die Eingangsspannung ihren Höhepunkt in negativer Richtung erreicht.
Die inverse Spitzenspannung entspricht also der Eingangsspannungsspitze, jedoch mit umgekehrter Polarität.
Ein Halbwellengleichrichter ist ein grundlegender Schaltkreis in der Elektronik, der Wechselspannung (AC) in eine unidirektionale Spannung umwandelt. Er verwendet die einfachste Form der Diodengleichrichtung, bei der der Schaltkreis aus einer einzelnen Diode in Reihe mit einem Lastwiderstand und einer Wechselstromquelle besteht.
Die Funktionsweise eines Halbwellengleichrichters basiert auf dem Prinzip, dass Dioden den Stromfluss nur in eine Richtung zulassen. Während der positiven Halbwellen des Wechselstromeingangs ist die Diode in Durchlassrichtung vorgespannt, da die Eingangsspannung den Schwellenwert der Diode überschreitet. Folglich fließt Strom durch den Schaltkreis und eine Ausgangsspannung entsteht über dem Lastwiderstand. Diese Ausgangsspannung ist die Eingangsspannung abzüglich des Durchlassspannungsabfalls der Diode.
Auf der anderen Seite ist die Diode während der negativen Halbwellen in Sperrrichtung vorgespannt. Die Eingangsspannung reicht nicht aus, um die inhärente Potenzialbarriere der Diode zu überwinden, wodurch die Diode nichtleitend wird. Daher fließt kein Strom und die Ausgangsspannung fällt auf Null. Diese Gleichrichtung führt zu einem pulsierenden Gleichstrom (DC), der nur während der positiven Halbwellen des Eingangswechselstromsignals fließt.
Ein entscheidender Parameter für Dioden in Gleichrichterschaltungen ist die Spitzensperrspannung (PIV). Dies ist die maximale Spannung, die die Diode in Sperrrichtung aushalten kann, ohne durchzubrechen. In einem Halbwellengleichrichter ist die PIV im Wesentlichen der Spitzenwert der Eingangswechselspannung, jedoch mit entgegengesetzter Polarität. Es ist wichtig, dass die gewählte Diode die erwartete PIV bewältigen kann, um Schäden zu vermeiden und die Langlebigkeit der Schaltung sicherzustellen.
Eine Diodengleichrichterschaltung wandelt Wechselspannung in eine unidirektionale Gleichspannung um, wobei entweder Halbwellen- oder Vollwellenkonfigurationen verwendet werden.
Stellen Sie sich eine Halbwellengleichrichterschaltung vor, die aus einer Diode, einem Widerstand und einem sinusförmigen Eingangssignal in Reihenkombination besteht.
Während der positiven Halbzyklen des Eingangssignals, wenn die Spannung den Spannungsabfall der Diode überschreitet oder gleich ist, wird sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt, sodass der Strom fließen kann.
Die Ausgangsspannung wird dann bestimmt, indem der Spannungsabfall der Diode von der Eingangsspannung subtrahiert wird.
Umgekehrt ist während des negativen Halbzyklus die Eingangsspannung niedriger als der Spannungsabfall der Diode, und die Diode bleibt nicht leitend, was zu einer Ausgangsspannung von Null führt.
Obwohl die Eingangsspannung mit einem Durchschnittswert von Null die Polarität ändert, bleibt der Ausgang aufgrund der Gleichrichtung unidirektional mit einem konstanten Mittelwert.
Die inverse Spitzenspannung stellt die maximale Sperrspannung dar, der eine Diode ohne Beschädigung standhalten kann.
Bei einem Halbwellengleichrichter tritt dies während negativer Halbzyklen auf, wenn die Eingangsspannung ihren Höhepunkt in negativer Richtung erreicht.
Die inverse Spitzenspannung entspricht also der Eingangsspannungsspitze, jedoch mit umgekehrter Polarität.
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