Wie Gleichrichterschaltungen in Elektronik arbeiten

Eine der häufigsten Anwendungen für Gleichrichterdioden in der Elektronik ist es, Haushaltswechselstrom in Gleichstrom umwandeln, die als Alternative zu Batterien verwendet werden kann. Die Gleichrichterschaltung, die typischerweise aus einem Satz geschickt verriegelt Dioden hergestellt ist, wandelt Wechselstrom in Gleichstrom zu leiten.

In Haushaltsstrom, die Spannungsschwankungen von positiv zu negativ in Zyklen, die 60-mal pro Sekunde wiederholt werden. Wenn Sie eine Diode in Reihe mit einer Wechselspannung zu platzieren, beseitigen Sie die negative Seite des Spannungszyklus, so dass Sie am Ende mit nur positive Spannung auf.

Wenn man sich die Wellenform der Spannung aus dieser Gleichrichterdiode kommt anschauen, werden Sie sehen, dass es von Intervallen besteht, die überhaupt zwischen einem kurzen Anstieg von Spannung und Perioden ohne Spannung abwechseln. Dies ist eine Form von Gleichstrom, da es vollständig aus positiven Spannung besteht. Aber es pulsiert: zuerst auf ihm ist, dann weg, es ist, dann ist es wieder, und so weiter.

Insgesamt durch eine einzige Diode gleichgerichtete Spannung aus ist die Hälfte der Zeit. Obwohl also die positive Spannung den gleichen Spitzenpegel wie die Eingangsspannung erreicht, wird der mittlere Pegel der gleichgerichteten Spannung nur die Hälfte der Höhe der Eingangsspannung. Diese Art der Gleichrichterschaltung wird manchmal ein gerufener Halbwellen-Gleichrichter weil leitet es Strom-Wellenform entlang nur die Hälfte der eingehenden Wechsel.

Eine bessere Art der Gleichrichterschaltung verwendet vier Gleichrichterdioden, in einen speziellen Schaltkreis ein gerufener Brückengleichrichter.

Schauen Sie, wie diese Gleichrichter arbeitet auf beiden Seiten des Wechselstromeingangssignal:

• In der ersten Hälfte des AC-Zyklus, D2 und D4 leiten, weil sie vorwärts vorgespannt sind. Positive Spannung an der Anode von D2 und negative Spannung an der Kathode von D4. Daher arbeiten diese beiden Dioden zusammen durch die erste Hälfte des Signals zu übergeben.

• In der zweiten Hälfte des AC-Zyklus, D1 und D3 Verhalten, weil sie in Vorwärtsrichtung betrieben: Positive Spannung an der Anode von D1 und negative Spannung an der Kathode von D3.

Der Nettoeffekt der Brückengleichrichter ist, dass beide Hälften der Sinuswelle AC werden durchgelassen, aber die negative Hälfte der Welle wird umgedreht, so dass es positiv wird.