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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 der Abbildung EA-7.9.1 ist ein solcher Brückengleichrichter dargestellt.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: Kurzfassung: Schaltplan mit Transformator, nachgeschaltetem Dioden‑Brückengleichrichter und einem Lastwiderstand; die Spannungen sind in Blau mit Ue, Us und Ua gekennzeichnet. Detailbeschreibung: Links befinden sich zwei offene Anschlussklemmen, die auf eine Spule (Transformator‑Primärwicklung) führen; daneben steht in Blau „Ue“ mit einem Pfeil nach unten. Rechts davon trennen zwei parallele senkrechte Striche die Primär‑ von der Sekundärseite. Auf der rechten Seite folgt eine zweite Spule (Sekundärwicklung) mit zwei Anschlüssen; daneben in Blau „Us“ mit Pfeil nach unten. Die beiden Sekundäranschlüsse sind mit einer Brückenschaltung aus vier Diodensymbolen verbunden. Die oberen und unteren Brückenknoten sind jeweils mit „~“ markiert; der linke Gleichspannungsknoten ist mit „−“ beschriftet, der rechte mit „+“. Vom mit „+“ markierten Knoten führt eine Leitung nach rechts zum oberen Ausgangspunkt. Dort ist ein rechteckiger Widerstand (Last) vertikal zwischen oberen und unteren Ausgangsleiter geschaltet. Der untere Ausgangsleiter verläuft nach links zurück und verbindet sich mit dem unteren „~“-Knoten der Brücke; der obere Sekundäranschluss geht zum oberen „~“-Knoten. Ganz rechts sind zwei offene Ausgangsklemmen dargestellt; daneben steht in Blau „Ua“ mit einem Pfeil nach unten. Schwarze Punkte kennzeichnen elektrische Verbindungen an den Knoten.
Abbildung EA-7.9.1: Brückengleichrichter

In dem nebenstehenden Applet kann man 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. Der Spannungsabfall am Lastwiderstand $R_L$ ist eine pulsierende Gleichspannung (DC), die aus positiven sinusföhrmigen Halbwellen besteht. Diese Spannung hat eine Frequenz $f=\qty{100}{\hertz}$.

Mit dem folgenden Applet kann man beide Halbperioden getrennt anschauen.

Der folgende Alt-Text wurde noch nicht geprüft: 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 EA-7.9.2: Bauformen von Brückengleichrichtern
Die Beschriftung der Anschlüsse ist zu beachten.

  1. Hochstrom-Brückengleichrichter 26 MB 20 A (200 V 25 A) im Metallgehäuse zur direkten Montage auf einem Kühlkörper
  2. B80 C 5000/3300 bedeutet: maximal 80 V Betriebsspannung, C kapazitive Last max. 2500 µF mit Schutzwiderstand R = 1 Ω, maximaler Dauerlaststrom: 5000 mA mit Kühlkörper, 3300 mA 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 ( 1000 V – 4 A)
  7. im Kunststoff eingeprägte Anschlussfolge
AD305: Welche der folgenden Auswahlantworten enthält die richtige Diodenanordnung und Polarität eines Brückengleichrichters?

Wenn man nach dem Brückengleichrichter einen Ladekondensator $C_L$ und ein LC-Siebglied (vgl. Abbildung EA-7.9.3 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 EA-7.9.3: Gleichrichterschaltung mit Siebung

Um jetzt die Spannung am Siebkondensator $C_S$ zu bestimmen, sollten wir wissen, dass die Kondensatoren sich auf die Spitzenspannung $\hat{U}$ der Sekundärespannung ${U}_{SEK}$ des Trafos aufladen.

$$\hat{U}={U}_{eff}\cdot\sqrt{2}$$

Weiterhin müssen wir beachten, ob der Trafo ein Übersetzungsverhältniss $ü$ aufweist. In unserem Beispiel hat der Trafo ${"u}=\frac{8}{1}$ und somit können wir mit der Formel $\frac{8}{1}=\frac{{U}{PRIM}}{{U}{SEK}}$ nach ${U}_{SEK}$ umstellen. Wir kommen somit auf folgende Gleichung:

$${U}_{SEK}=\frac{{U}_{PRIM}}{8}=\frac{{U}_{eff}\cdot\sqrt{2}}{8}=\frac{230V\cdot 1,414}{8}=\frac{325,22V}{8}=40,65V$$
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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