Die Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom wird als Gleichrichtung bezeichnet. Eine Gleichrichtung kann durch die Verwendung einer einzelnen Diode oder einer Gruppe von Dioden erreicht werden. Diese Dioden, die den Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, werden als Gleichrichter bezeichnet.
Gleichrichter werden typischerweise in zwei Typen eingeteilt, die Einweggleichrichter und Vollweggleichrichter umfassen. Alle diese Gleichrichter haben ein gemeinsames Ziel, nämlich Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Der Vollwellengleichrichter wird weiter in zwei Typen unterteilt:
- Mittenabgegriffener Vollwellengleichrichter
- Vollwellen-Brückengleichrichter
Contents
Was ist ein mittig angezapfter Gleichrichter?
Ein mittig angezapfter Vollwellengleichrichter ist eine Art Gleichrichter, der einen mittig angezapften Transformator und zwei Dioden verwendet, um das gesamte Wechselstromsignal in ein Gleichstromsignal umzuwandeln. Lastwiderstand, eine Wechselstromquelle, zwei Dioden und ein Transformator mit Mittelanzapfung sind die Hauptkomponenten eines Vollwellengleichrichters mit Mittelanzapfung.
Der Transformator mit Mittelanzapfung wird verwendet, um die Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung umzuwandeln, und wenn daher eine Eingangswechselspannung angelegt wird, teilt die Sekundärwicklung des Transformators mit Mittelanzapfung diese Eingangswechselspannung in zwei Teile; positiv und negativ. Der Hauptvorteil eines mittig angezapften Vollwellengleichrichters besteht darin, dass er elektrischen Strom sowohl während positiver als auch negativer Halbzyklen des Eingangswechselstromsignals zulässt. Noch wichtiger ist, dass der DC-Ausgang des mittig angezapften Vollwellengleichrichters aus weniger Welligkeiten besteht. Die Glätte des DC-Ausgangssignals wird unter Verwendung eines Faktors gemessen, der als Welligkeitsfaktor bezeichnet wird.
Der Hauptnachteil eines mittig angezapften Vollwellengleichrichters besteht jedoch darin, dass der mittig angezapfte Transformator sehr teuer ist und viel Platz einnimmt.
Was Sie über mittig angezapfte Gleichrichter wissen müssen
- Gleichrichter mit Mittelanzapfung, wie der Name schon sagt, benötigen einen Transformator mit Mittelanzapfung (Sekundärwicklung).
- Die Spitzenumkehrspannung (PIV) der Diode im Mittelabgriffs-Vollweggleichrichter beträgt das Doppelte der Sekundärklemmenspannung des Transformators.
- Der Gleichrichter mit Mittelabgriff verwendet nur zwei Dioden in seiner Schaltung.
- Der Transformatornutzungsfaktor (TUF) beträgt 0,672
- Der Spannungsabfall an den beiden Dioden des Mittelabgriffsgleichrichters ist im Vergleich zum Brückengleichrichter geringer.
- Der Transformator, der bei einem Gleichrichter mit Mittelanzapfung benötigt wird, ist in Bezug auf die kVA-Leistung größer als der bei einem Brückengleichrichter.
- Der Transformator mit Mittelanzapfung ist wirtschaftlich effizient, da er nur zwei Dioden in seiner Schaltung verwendet.
Was ist ein Brückengleichrichter?
Ein Brückengleichrichter ist eine Art Vollwellengleichrichter, der vier oder mehr Dioden in einer Brückenschaltungskonfiguration verwendet, um den Wechselstrom (AC) effizient in Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Brückengleichrichter werden häufig in Netzteilen verwendet, die die erforderliche Gleichspannung für die elektronischen Komponenten oder Geräte bereitstellen.
Der Gleichrichterwirkungsgrad eines Brückengleichrichters ist fast gleich dem des Mittelabgriffs-Vollwellengleichrichters. Der einzige Nachteil eines Brückengleichrichters gegenüber einem Vollwellengleichrichter mit Mittelabgriff liegt in den Kosten für die Einrichtung.
Der Hauptunterschied zwischen Brückengleichrichter und Mittelabgriffs-Vollwellengleichrichter besteht darin, dass der Brückengleichrichter mit derselben Sekundärspannung fast die doppelte Ausgangsspannung erzeugt.
Was Sie über Brückengleichrichter wissen müssen
- Bei Brückengleichrichtern ist kein Transformator mit Mittelanzapfung erforderlich.
- Die Spitzenumkehrspannung PIV der Diode ist gleich der Sekundärspannung des Transformators. Somit kann dieser Gleichrichtertyp für Hochspannungsanwendungen verwendet werden.
- Der Brückengleichrichter verwendet vier Dioden in seiner Schaltung. Dies führt zu einer Erhöhung des Schaltungsaufwands im Fall des Brückengleichrichters.
- Der Transformatornutzungsfaktor (TUF) beträgt für Brückengleichrichter 0,810.
- Der Spannungsabfall an den 4 Dioden des Brückengleichrichters ist größer als der Spannungsabfall am Mittelabgriff des Gleichrichters.
- Der bei Brückengleichrichtern erforderliche Transformator ist in Bezug auf die kVA-Leistung kleiner als bei einem Gleichrichter mit Mittelanzapfung.
- Der Brückengleichrichter ist wirtschaftlich ineffizient, da er vier Dioden in seiner Schaltung verwendet.
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Unterschied zwischen Mittenabgriff und Brückengleichrichter in Tabellenform
| GRUNDLAGE DER KORRUPTION | MITTELGEWINDEGLEICHRICHTER | BRÜCKENGLEICHRICHTER |
| Beschreibung | Gleichrichter mit Mittelanzapfung, wie der Name schon sagt, benötigen einen Transformator mit Mittelanzapfung (Sekundärwicklung). | Bei Brückengleichrichtern ist kein Transformator mit Mittelanzapfung erforderlich. |
| Spitzen-Inversspannung | Die Spitzenumkehrspannung (PIV) der Diode im Mittelabgriffs-Vollweggleichrichter beträgt das Doppelte der Sekundärklemmenspannung des Transformators. | Die Spitzenumkehrspannung PIV der Diode ist gleich der Sekundärspannung des Transformators. Somit kann dieser Gleichrichtertyp für Hochspannungsanwendungen verwendet werden. |
| Anzahl Dioden | Der Gleichrichter mit Mittelabgriff verwendet nur zwei Dioden in seiner Schaltung. | Der Brückengleichrichter verwendet vier Dioden in seiner Schaltung. Dies führt zu einer Erhöhung des Schaltungsaufwands im Fall des Brückengleichrichters. |
| Transformatornutzungsfaktor (TUF) | Der Transformatornutzungsfaktor (TUF) beträgt 0,672 | Der Transformatornutzungsfaktor (TUF) beträgt für Brückengleichrichter 0,810. |
| Spannungsabfall über | Der Spannungsabfall an den beiden Dioden des Mittelabgriffsgleichrichters ist im Vergleich zum Brückengleichrichter geringer. | Der Spannungsabfall an den 4 Dioden des Brückengleichrichters ist größer als der Spannungsabfall am Mittelabgriff des Gleichrichters. |
| Größe des Transformators (kVA-Bewertung) | Der bei Brückengleichrichtern erforderliche Transformator ist in Bezug auf die kVA-Leistung kleiner als bei einem Gleichrichter mit Mittelanzapfung. | Der bei Brückengleichrichtern erforderliche Transformator ist in Bezug auf die kVA-Leistung kleiner als bei einem Gleichrichter mit Mittelanzapfung. |
| Wirtschaftlichkeit | Der Transformator mit Mittelanzapfung ist wirtschaftlich effizient, da er nur zwei Dioden in seiner Schaltung verwendet. | Der Brückengleichrichter ist wirtschaftlich ineffizient, da er vier Dioden in seiner Schaltung verwendet. |
Zusammenfassung
Mittenabgegriffener Gleichrichter
- Anzahl der benötigten Dioden: 2
- Transformatoranforderung: Mittenabgriff
- Mittelwert des Stroms, Idc: 2lmax/pi
- Effektivwert des Stroms, Irms: Imax/Quadratwurzel (2).
- Inverse Spitzenspannung (PIV): 2Vmax
- Spitzenlaststrom, Imax: Vmax/ (Rload+Rf)
- DC-Ausgangsspannung, Vdc: Idc xRload
- Rektifikationseffizienz (max): 81,2%
- Welligkeitsfaktor : 0,482
- Grundfrequenz der Welligkeit: 2f
- Spannungsregelung: besser
- Transformatornutzungsfaktor: 0,692
- Formfaktor 1,11
- Spitzenfaktor : Quadratwurzel (2)
Vorteile eines mittig angezapften Vollwellengleichrichters
- Es benötigt nur zwei Dioden und ist daher nicht so komplex.
Nachteile eines mittig angezapften Gleichrichters
- Die Wicklungen des Transformators mit Mittelanzapfung müssen eng gekoppelt sein, um Spannungsspitzen zu vermeiden, wenn jeder Transistor (auf der Seite mit Mittelanzapfung) abschaltet.
Brückengleichrichter
- Anzahl Dioden: 4
- Transformatoranforderung : Nicht erforderlich
- Mittelwert des Stroms, Idc: 2lmax/pi
- Effektivwert des Stroms, Irms: Imax/Quadratwurzel (2)
- Inverse Spitzenspannung (PIV): Vmax
- Spitzenlaststrom, Vdc : Idc X Rload
- Rektifikationseffizienz (max): 81,2%
- Welligkeitsfaktor : 0,482
- Grundfrequenz der Welligkeit: 2f
- Spannungsregelung: Gut
- Transformatornutzungsfaktor: 0,812
- Formfaktor: 1,11
- Spitzenfaktor : Quadratwurzel (2).
Vorteile des Brückengleichrichters
- Geringe Welligkeit im DC-Ausgangssignal.
- Der Gleichrichterwirkungsgrad des Brückengleichrichters ist im Vergleich zum Einweggleichrichter sehr hoch.
- Es gibt eine geringe Verlustleistung
- Es ist kein Transformator mit Mittelanzapfung erforderlich.
Nachteile des Brückengleichrichters
- Brückengleichrichterschaltung ist von Natur aus sehr komplex. Es benötigt vier Dioden.
- Die Verlustleistung ist im Vergleich zum Vollwellengleichrichter mit Mittelanzapfung hoch.