Einphasige Brückengleichrichterschaltung

Unter Gleichrichtung versteht man hier den Vorgang der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom mittels elektrischer Elemente, die den Strom überwiegend oder ausschließlich in eine Richtung leiten. Solche Gegenstände – Halbleiterdioden – stellen einen geringen Widerstand dar, wenn der Strom in eine Richtung fließt; sehr groß – wenn der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt.

Ein idealer Gleichrichter hat in Vorwärtsrichtung einen Widerstand von Null und in Rückwärtsrichtung einen unendlichen Widerstand und ist ein Schalter, der einen Stromkreis öffnet und schließt, wenn sich die Spannungspolarität ändert.

Bei einer einphasigen Brückenschaltung wird eine Wechselspannungsquelle (Sekundärwicklung des Transformators) an eine der Diagonalen der Brücke angeschlossen und die Last an die andere.

In der Brückenschaltung arbeiten die Dioden paarweise: Während der halben Periode der Netzspannung fließt der Strom von der Sekundärwicklung des Transformators entlang des Stromkreises VD1, RH, VD2 und während der zweiten Halbperiode entlang des Stromkreises VD3, RH, VD4 und in jeder Halbwelle fließt der Strom in einer Richtung durch die Last, was eine Gleichrichtung gewährleistet.Das Schalten von Dioden erfolgt in den Momenten, in denen die Wechselspannung den Nulldurchgang durchläuft.

Feige. 1. Einphasen-Brückengleichrichterschaltung

Die Zeitdiagramme für die Brückenschaltung sind in Abbildung 2 dargestellt.

In einer Brückenschaltung fließt in jedem Halbzyklus Strom gleichzeitig durch zwei Dioden (z. B. VD1, VD2), sodass die Zeitabhängigkeiten von Strömen und Spannungen zu Ventilpaaren gehören. Durchschnittliche Gleichrichter-Ausgangsspannung

Wo ist u2? der Effektivwert der Wechselspannung am Eingang des Gleichrichters.

Der Effektivwert der Wechselspannung (Wechselstrom) ist der Wert der konstanten Spannung (Strom), die in einem gegebenen aktiven Widerstand die gleiche Leistung entwickelt wie der betrachtete Wert der Wechselspannung (Strom).

Reis. 2. Zeitdiagramme des Betriebs einer einphasigen Brückengleichrichterschaltung: u2 – Kurve der Wechselspannung am Eingang; iV1, iV2 – Stromkurve der Dioden VD1 und VD2; uV1, uV2 – Spannung der Dioden VD1 und VD2; iV3, iV4 – Stromkurve der Dioden VD3 und VD4; uV3, uV4 – Spannung der Dioden VD3 und VD4; in — Laststromkurve; un – Lastspannungskurve

Effektivspannung am Gleichrichtereingang

Der Durchschnittswert des Stroms durch die Diode beträgt die Hälfte des Durchschnittswerts des Laststroms Id:

Der Maximalwert des durch die Diode fließenden Stroms

RMS-Stromwert der Diode

Effektivwert des Wechselstroms am Eingang des Gleichrichters

Maximale Sperrspannung der Diode im nichtleitenden Teil der Periode

Die Lastspannung besteht aus der nacheinander aufeinanderfolgenden halbsinusförmigen Transformator-Sekundärspannung.Nach der Fourier-Entwicklung kann eine Spannung dieser Form in der Form dargestellt werden

Die Amplitude der Grundharmonischen der gleichgerichteten Spannung mit der Frequenz 2?

daher der Welligkeitsfaktor der gleichgerichteten Spannung

Übersetzungsverhältnis des Transformators

Leistung der Primär- und Sekundärwicklung des Ventiltransformators

Nennleistung des Transformators

Als Nachteile einer einphasigen Brückenschaltung sind zu nennen: eine größere Anzahl von Dioden und der Stromfluss in jeder Halbwelle durch zwei Dioden gleichzeitig. Die letztgenannte Eigenschaft einphasiger Brückengleichrichter verringert deren Effizienz aufgrund des erhöhten Spannungsabfalls an den Halbleiterventilstrukturen. Dies macht sich besonders bei Niederspannungsgleichrichtern bemerkbar, die mit hohen Strömen arbeiten.

Trotz der genannten Nachteile wird die Brückenschaltung des Gleichrichters in der Praxis häufig bei einphasigen Gleichrichtern unterschiedlicher Leistung eingesetzt.