Gleichrichterschaltungen
Eine Gleichrichterschaltung wandelt Wechseltrom in Gleichstrom,
wobei dies im Modellbahnbereich ausschließlich mit Halbleitern (Dioden)
geschieht.
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Einfache Gleichrichtung (Einpuls Mittelpunktschaltung)
Mit einer einfachen Diode werden jeweils nur die positiven
Halbwellen der Wechselspannung durchgelassen, die negativen werden blockiert.
Dadurch entsteht eine pulsierende Gleichspannung mit großer Pausendauer.
Die effektive Gleichspannung ist um die Hälfte kleiner als bei der
Zweipulsbrückenschaltung. Ein Vorteil ist der einfache Aufbau, nachteilig
wirkt sich die pulsierende Belastung des Transformators aus (zumindest
bei großen Verbrauchern) - die Trafoleistung ist 3,1 mal die der
Leistung im Gleichspannungsteil (Pd). Die Sperrspannung an
der Diode ist etwa die doppelte Eingangsspannung, was allerdings im Kleinspannungsbereich
kein Problem sein sollte.
Die ideelle Gleichspannung ist 0,45 x die Eingangsspannung.
Zweipuls - Brückenschaltung
Dabei wird sowohl die positive als auch die negative
Halbwelle durchgelassen, wobei die negative Halbwelle in eine positive
Welle "umgeleitet" wird. Es gibt keine Pausen und es wird eine
ausgeglichene Belastung des Transformators erreicht - die Trafoleistung
ist nur 1,23 mal der Leistung im Gleichspannungsteil (Pd).
Der Schaltungsaufwand ist mit 4 Dioden jedoch ungleich größer
als bei einer einfachen Gleichrichtung - es gibt die Brückenschaltung
allerdings auch als Bauteil (mit vier Anschlüssen).
Die ideelle Gleichspannung ist 0,9 x die Eingangsspannung.
Gleichrichter mit Glättung
Wird am Ausgang des Gleichrichters ein Stromspeicherelement
(allgemein ein Kondensator) angeschlossen, so erreicht man eine Glättung
des Ausgangssignales. Dabei wird während der Spannungsspitzen der
Kondensator aufgeladen, um sich während der Pause (oder kleiner werdenden
Eingangsspannung) wieder zu entladen. Je größer der Kondensator
ist, umso konstanter ist die Gleichspannung, je größer die
Last (Verbraucher) ist, umso stärker bricht die Spannung am Ausgang
ein.
Die ideelle Gleichspannung beträgt mit (ausreichender) Glättung
gleich 1,41 x die Eingangsspannung.
(Die Abbildung zeigt die Glättung in Verbindung mit einer Einpuls-Mittelpunkt-Schaltung).
Schaltskizzen der Gleichrichter mit Spannungsverläufen:
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