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Brückengleichrichter

Durch den geringen Aufwand ist der Brückengleichrichter eine häufig verwendete Gleichrichterschaltung. Dazu benötigt man einen Trafo und 4 Dioden.

In dem nebenstehenden Applet ist ein solcher Brückengleichrichter dargestellt. Man kann bei dargestellter Polarität der Trafospannung $U_a$ bzw. $U_s$ den Laststrom in seinem Stromverlauf verfolgen und erkennen, dass der dieser stets in gleicher Richtung durch den Lastwiderstand $R$ fließt.

Mit dem folgenden Applet kann man beide Halbperioden getrennt anschauen.

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan eines Brückengleichrichters mit zwei Anschlüssen „~“ links und rechts sowie einem „+“-Anschluss oben und einem „−“-Anschluss unten. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan zeigt einen Brückengleichrichter aus vier Dioden. Die beiden Wechselstromeingänge („~“) liegen links und rechts, die beiden Gleichstromausgänge oben („+“) und unten („–“). Die Spitzen der Dreiecke in den Schaltzeichen der Dioden zeigen alle nach links oben bzw. rechts oben.
Abbildung A-5.6.2: Anordnung der Dioden im Brückengleichrichter

Beim Brückengleichrichter zeigen die Dioden mit ihren Kathoden zum Pluspol hin und die Anoden zum Minuspol. Man kann sich also merken: Die „Striche“ der Dioden treffen sich am Plusausgang. Diese Anordnung darf nicht mit einem Diodenringmischer verwechselt werden, welchen wir noch später kennenlernen werden.

AD305: Welche der folgenden Auswahlantworten enthält die richtige Diodenanordnung und Polarität eines Brückengleichrichters?
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Wenn man nach dem Brückengleichrichter einen Ladekondensator $C_L$ und ein LC-Siebglied (vgl. Abbildung A-5.6.3 verbaut, erreicht man damit eine kleinere Amplitude in der pulsierenden Ausgangsgleichspannung. Somit haben wir ein konventionelles Netzteil.

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit horizontalen Leitern und mit jeweils zwei Anschlusspunkten links („~ 230 V“) und rechts (unbeschriftet), dazwischen ein Transformator, ein Brückengleichrichter und eine Spule mit zwei Kondensatoren. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis mit horizontalen Leitern. Links gibt es oben und unten jeweils einen Anschlusspunkt, dazwischen die Beschriftung „~ 230 V“. Beide horizontalen Leiter sind mit der Primärwicklung eines Transformators verbunden, dessen Kern durch zwei parallele vertikale Striche angedeutet wird. Die Sekundärwicklung des Transformators endet in einem Brückengleichrichter aus vier Dioden mit dem Dreieck nach rechts und einem vertikalen Strich an der Spitze. Die beiden Wechselstromeingänge der Brücke sind mit „~“ gekennzeichnet, die beiden Gleichspannungsausgänge mit „–“ (links) und „+“ (rechts). Von beiden Ausgängen geht nach rechts jeweils ein horizontaler Leiter ab. Beide Leiter sind über einen Kondensator vertikal miteinander verbunden. Im oberen Leiter folgt eine Spule (Halbbögen nach oben gerichtet), danach eine weitere vertikale Verbindung mit dem unteren horizontalen Leiter, diesmal über einen mit „C_S“ gekennzeichneten Siebkondensator. Beide horizontalen Leiter enden rechts an einem Anschlusspunkt.
Abbildung A-5.6.3: Gleichrichterschaltung mit Siebung

Auch beim Brückengleichrichter lädt sich der Kondensator auf die Spitzenspannung $\hat{U}$ der Sekundärspannung $U_{\mathrm{sek}}$ des Trafos auf.

$$\hat{U}=U_{\mathrm{eff}}\cdot\sqrt{2}$$

Weiterhin müssen wir beachten, ob der Trafo ein Übersetzungsverhältnis $ü$ aufweist. Mit diesem Wissen können wir die folgende Aufgabe lösen.

AD306: Wie groß ist die Spannung am Siebkondensator $C_{\textrm{S}}$ im Leerlauf, wenn die Netzwechselspannung von 230 V anliegt und das Windungsverhältnis 8:1 beträgt?
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit horizontalen Leitern und mit jeweils zwei Anschlusspunkten links („~ 230 V“) und rechts (unbeschriftet), dazwischen ein Transformator, ein Brückengleichrichter und eine Spule mit zwei Kondensatoren. 2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Schaltkreis mit horizontalen Leitern. Links gibt es oben und unten jeweils einen Anschlusspunkt, dazwischen die Beschriftung „~ 230 V“. Beide horizontalen Leiter sind mit der Primärwicklung eines Transformators verbunden, dessen Kern durch zwei parallele vertikale Striche angedeutet wird. Die Sekundärwicklung des Transformators endet in einem Brückengleichrichter aus vier Dioden mit dem Dreieck nach rechts und einem vertikalen Strich an der Spitze. Die beiden Wechselstromeingänge der Brücke sind mit „~“ gekennzeichnet, die beiden Gleichspannungsausgänge mit „–“ (links) und „+“ (rechts). Von beiden Ausgängen geht nach rechts jeweils ein horizontaler Leiter ab. Beide Leiter sind über einen Kondensator vertikal miteinander verbunden. Im oberen Leiter folgt eine Spule (Halbbögen nach oben gerichtet), danach eine weitere vertikale Verbindung mit dem unteren horizontalen Leiter, diesmal über einen mit „C_S“ gekennzeichneten Siebkondensator. Beide horizontalen Leiter enden rechts an einem Anschlusspunkt.
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Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. Kurzfassung: Auf weißem Hintergrund liegen mehrere verschiedenfarbige elektronische Bauteile mit Anschlussdrähten und aufgedruckten Symbolen (+, −, ~), teils mit blauen Nummernkästchen (1, 2, 4, 5, 6, 7) markiert. Details: - Oben links (1): Schwarzer, annähernd quadratischer Block mit zentraler runder Metallbuchse; Aufdruck „AC“, sowie „+“ und „−“ auf der Vorderseite. - Oben rechts (2): Schwarzes, rechteckiges Gehäuse mit vier nach unten zeigenden Pins; Aufdruck „FAGOR B80 C5000/3300“ und Symbole „~“, „+“, „−“. - Mitte links (ohne Nummer): Schwarzes, rechteckiges Bauteil mit vier Pins; Aufdruck „BY225 100 E7033“ sowie Symbole „~“, „+“, „−“. - Bildmitte (4): Kleines rundes, schwarzes Bauteil (Scheibenform) mit vier langen, kreuzförmig abstehenden Drähten; Aufdruck u. a. „GIE C1000C“. - Rechts daneben (5): Orangefarbenes, rechteckiges Gehäuse mit vier kurzen Pins; Aufdruck mit Logo und „B 40 C 1500“ sowie Polaritäts- und Wechselspannungssymbole. - Unten links (6): Schwarzes, trapezförmiges Gehäuse mit vier Pins; Aufdruck „FAGOR FBU 4M“ und Symbole für „+“ und „−“. - Unten rechts (7): Grünes, rechteckiges Bauteil mit vier Pins; kleine runde Vertiefungen oben und Aufdruck mit „+“, „−“ und „~“-Symbolen. - Zusätzlich: Ein einzelner, langer, dünner Draht verläuft im Zentrum vertikal nach oben.
Abbildung A-5.6.4: Bauformen von Brückengleichrichtern

Die Beschriftung der Anschlüsse ist zu beachten.

  1. Hochstrom-Brückengleichrichter 26 MB 20 A ($\qty{200}{\volt}$, $\qty{25}{\ampere}$) im Metallgehäuse zur direkten Montage auf einem Kühlkörper
  2. B80 C 5000/3300 bedeutet: maximal $\qty{80}{\volt}$ Betriebsspannung, C kapazitive Last max. $\qty{2500}{\micro\farad}$ mit Schutzwiderstand $R = \qty{1}{\ohm}$, maximaler Dauerlaststrom: $\qty{5000}{\milli\ampere}$ mit Kühlkörper, $\qty{3300}{\milli\ampere}$ ohne Kühlkörper
  3. BY 225 Brückengleichrichter – besonderes Gehäuse
  4. runde Bauform eines Brückengleichrichters B 80 C 1000
  5. B40 C 1500 – die veränderte Anschlussfolge ist zu beachten
  6. FPU 4M ($\qty{1000}{\volt}$, $\qty{4}{\ampere}$)
  7. im Kunststoff eingeprägte Anschlussfolge

Weiter zum nächsten Abschnitt: Vollweggleichrichter
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