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 Ausgangsmischspannung mit weniger als einem Drittel sehr gering. Für eine Gleichspannung mit geringem Wechselspannungsanteil sind sehr große Ladekapazitäten notwendig. Mit zunehmender Belastung nimmt der Brummspannungsanteil stark zu.

Mit der Zweiweg-Gleichrichtschaltung, die es in zwei Schaltungsvarianten gibt, lassen sich bessere Resultate erhalten. Die Zweiweggleichrichtung nutzt beide Halbwellen der Wechselspannung. 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

Für die Spannungsversorgung ist ein Transformator mit einer mittenangezapften Sekundärwicklung notwendig. Die Anzapfung stellt den Bezugspunkt oder Schaltungsmassepunkt 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. Die Ausgangsmischspannung weist dadurch die doppelte Periodizität oder Frequenz der Versorgungsspannung auf. Zur Gleichspannungsglättung reichen im Vergleich zur M1-Gleichrichtschaltung Ladekondensatoren mit der halben Kapazität aus.

Zweiweggleichrichtung

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Der Gleichrichtwert UAV ist verglichen mit der M1-Schaltung doppelt so hoch. Die effektive Gleichspannung U beträgt 90% der effektiven Wechselspannung. Die Brummspannung hat die doppelte Frequenz der Versorgungsspannung.

Mittelpunktschaltung für symmetrische Ausgangsgleichspannungen

Mit zwei antiparallel aufgebauten M2-Schaltungen an einer mittenangezapften Sekundärwicklung eines Transformators 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

Bei nur einer Ausgangsgleichspannung 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 Diodenschwellenspannung niedriger. Der Lastwiderstand liegt zwischen den Dioden und für jede Halbperiode kann die volle Wechselspannung ausgenutzt werden. Die Sekundärwicklung des Trafos kommt ohne Mittelanzapfung aus.

Die Skizze 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 eine positive (Skizze) oder negative Gleichspannung. Die Animation zeigt für jede Halbperiode einen durch den Trafo gehenden Stromfluss, der auf den Massebezug am Ausgang immer in gleicher (positiver) Richtung verläuft. Die Ausgangsspannung über dem Lastwiderstand ist für alle Halbwellen positiv.

Graetzschaltung

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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