Informations- und Kommunikationstechnik

Zweiweggleichrichtung

Bei der Einweg- oder M1-Gleichrichtschaltung wird nur eine Halbwelle der Wechselspannung genutzt. Das ist zum einen von der Energiebilanz her nicht wirtschaftlich, andererseits ist der Gleichspannungsanteil der Mischspannung am Ausgang mit weniger als einem Drittel sehr gering. Für eine Gleichspannung mit geringem Wechselspannungsanteil sind sehr große Ladekapazitäten notwendig. Mit zunehmender Belastung nimmt der Welligkeit, die sogenannte Brummspannung stark zu.

Mit einer Zweiweg-Gleichrichtschaltung, die es in zwei Varianten gibt, lassen sich bessere Resultate erhalten, da sie beide Halbwellen der Wechselspannung nutzt. Eine Variante nennt sich Zweipulsmittelpunktschaltung M2. Nach der alten Benennung war es die M-Schaltung. Die zweite Variante ist die Einphasen-Brückengleichrichtschaltung oder B-Schaltung, die auch als Zweipulsbrückenschaltung B2 bezeichnet wird.

Die Zweipulsmittelpunktschaltung - M2

Zur Spannungsversorgung ist ein Transformator mit einer mittenangezapften Sekundärwicklung notwendig. Die Anzapfung stellt den Bezugspunkt oder Schaltungsmasse dar. Die Spannungen der beiden Halbwicklungen in Bezug zur Masse sind nur halb so groß wie zwischen den Punkten A und B. Das Zeitdiagramm zeigt, dass beide Teilspannungen zueinander eine inverse Phasenlage haben.

In der M2-Gleichrichtschaltung sind die Dioden so geschaltet, dass im zeitlichen Verlauf jede Halbwelle ausgenutzt wird. Der Gleichrichtwert UAV ist gegenüber der M1-Schaltung doppelt so hoch. Die effektive Gleichspannung U beträgt 90% der effektiven Wechselspannung. Die Brummspannung hat die doppelte Frequenz der Versorgungsspannung. Im Vergleich zur M1-Schaltung erreicht man eine gleich gute Glättung der pulsierenden Gleichspannung mit Ladekondensatoren der halben Kapazität.

Durch Wahl der Radiobuttons kann für die erste Periode die Arbeitsweise der M2-Schaltung verdeutlicht werden.
keine Aktion 1. Halbperiode 2. Halbperiode;

Zweiweggleichrichtung

Mittelpunktschaltung für symmetrische Ausgangspannungen

Mit zwei antiparallel aufgebauten M2-Schaltungen an einem Transformator mit zwei gleichen Sekundärwicklungen oder einer Mittelanzapfung der Ausgangswicklung lassen sich zwei zur Masse symmetrische Gleichspannungen erzeugen. Die vier Dioden können durch einen Brückengleichrichter ersetzt werden.

Mittelpunktschaltung mit symmetrischem Ausgang

Die Zweipuls-Brückenschaltung - B2

Wenn das Ergebnis der Gleichrichtung nur eine Ausgangsspannung sein soll, hat die M2-Schaltung in der Netzanschlusstechnik an Bedeutung verloren. Sie ist durch die Einphasen-Brückengleichrichtschaltung oder Zweipulsbrückenschaltung B2 abgelöst worden. Sie wird oftmals Graetz-(Gleichricht-)Schaltung genannt. Da der Strom während jeder Halbwelle durch zwei Dioden fließt, ist die Ausgangsspannung um den Wert der doppelten Diodendurchlassspannung niedriger. Der Lastwiderstand liegt zwischen den Dioden und für jede Halbperiode kann die volle Wechselspannung ausgenutzt werden. Eine Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Trafos ist nicht notwendig.

Das Bild zeigt die B2-Schaltung. Bei den Zeitdiagrammen sind die unterschiedlichen Bezugspunkte zu beachten. Je nachdem wo der Massepunkt für die Gleichspannung definiert wird, erhält man wie dargestellt eine positive, sonst eine negative Gleichspannung. Die Arbeitsweise ist für jede Halbperiode durch Umschalten der Radiobuttons darstellbar. Der durch die Sekundärwicklung fließende Gleichstrom darf den Trafokern nicht in die magnetische Sättigung bringen. Die Ausgangsspannung am Lastwiderstand ist in dieser Schaltung für alle Halbwellen positiv.

keine Aktion 1. Halbperiode 2. Halbperiode;

Graetz-Brückenschaltung

Die Brückengleichrichterschaltung kann mit 4 Einzeldioden gleichen Typs aufgebaut werden. Man erhält sie auch als fertiges Bauteil mit 4 Anschlussbeinchen in Zylinder- oder Flachbauform. In Schaltungen findet man zwei weitere gleichberechtigte Schaltzeichen, die im folgenden Bild dargestellt sind.

Graetzschaltung