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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:


spannungsverläufe


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