Aktiver Gleichrichter LT4320

Ein Gleichrichter ist – eigentlich – ein passives Bauteil, welches sich ähnlich wie eine Diode verhält. So ein Bauteil wandelt die AC in DC um, wie sie in elektronischen Geräten benötigt wird. Doch „herkömmliche“ Gleichrichter haben auch Ihre Nachteile (z.B. Spannungsabfall). Deswegen gibt es z.B. von der Firma LT (Linear Technologie) auch sog. aktive (Brücken)-Gleichrichter.


Dabei handelt es sich um 4 FET (z.B. N-FET) Transistoren, welche in einem gemeinsamen Gehäuse unter gebracht sind. Der LT 4320 ist somit ein Controller, welcher zusammen mit den FET Transistoren einen sog. „Ideal Diode Bridge Controller“ ergibt. Es können – je nach Version – Ausgangsspannungen bis ca. 72 V verarbeitet werden, bei Eingangsfrequenzen bis ca. 600 Hz. Auch Gleichspannung kann bei Bedarf problemlos am Eingang verarbeitet werden.

Interessant sind dabei auch die sehr geringen Spannungsabfälle am Bauteil selber. So sind z.B. die Flussspannungen teilweise um bis zu 2 Volt kleiner, als bei herkömmlichen Bauteilen. Am Ausgang kommt also mehr (Gleichspannung) raus. Im Chip sind sogar eigene „Ladungspumpen“ integriert, welche für die nötige höhere Steuerspannung der FET Transistoren sorgen.

LT4320, aktiver Gleichrichter
Bild; 4 Dioden – hier als FET – sind in einem gemeinsamen Gehäuse verschaltet untergebracht. Der LT4320. Oben sieht man natürlich nur das Funktionsprinzip. Enthalten ist natürlich weitere zusätzliche Steuerelektronik.
Die moderne Variante eines (geregelten) Brückengleichrichters für AC bis 600 Hz.

Ich weiß, Ihr ahnt es schon. Dieser Beitrag ist hier erstmal wieder zu Ende 🙂

Freundliche Grüße, Jürgen Blumenkamp

Gleichrichter

Ein (Brücken)Gleichrichter besteht letztlich aus einer oder bis zu 4 Dioden, welche die Wechselspannung gleichrichten.


Ein Gleichrichter ist ein passives Bauteil, welches sich ähnlich wie eine Diode verhält. Es gibt auch gesteuerte Gleichrichter, die dann zu den aktiven Bauteilen zählen. Vor über 100 Jahren (1890, Stromkrieg) hat sich die Wechselspannung durchgesetzt. Möchte man jedoch diese Wechselspannung in Gleichspannung umwandeln, wie sie in elektronischen Geräten benötigt wird, wird ein Gleichrichter eingesetzt.

Im einfachsten Fall wird eine einzelne Diode als Gleichrichter verwendet. So kann jedoch nur eine Halbwelle, die pos. ODER die neg. „gleichgerichtet“ werden. Hier redet man dann von einer „Einweggleichrichtung“, eine jedoch etwas irreführende Bezeichnung. Sollen beide Halbwellen der Wechselspannung gleichgerichtet werden, wird ein sog. Brückengleichrichter verwendet. Hier spricht man dann von einer „Vollweggleichrichtung“, was ebenfalls eine etwas irreführende Bezeichnung ist. Dabei handelt es sich um 4 einzelne Dioden (in einem Gehäuse), dann spricht man von einem „Brückengleichrichter“. Machmal werden auch 4 einzelnde Dioden in einer Schaltung zu einem Brückengleichrichter verschaltet. Rein technisch ist beides das Gleiche. Lediglich die Gehäuseform unterscheidet sich. Vereinzelt kann man auch auf Gleichrichter mit 6 Dioden treffen. Diese können dann eine dreiphasige Wechselspannung gleichrichten. Sowas findet min z.B. in Industrieumrichter für Asynchronmotoren.

Vereinzelt werden in speziellen Schaltungen auch MosFET Transistoren, welche gesteuert werden, als Gleichrichterdioden eingesetzt. Auch Thyristoren können – ebenfalls gesteuert – als Gleichrichter eingesetzt werden. Dann handelt es sich um aktive Bauteile.

vor ca. 100 Jahren hat man natürlich noch keine modernen Siliziumhalbleiter gehabt. So wurden mechanische Gleichrichter verwendet. Eine Variante ist ein Rad, welches Kontakte an den Enden der Speichen hatte. Nach den mechanischen Gleichrichtern wurden elektrolytische entwickelt. Hier sind zwei Elektroden in einer Flüssigkeit getaucht. Als nächstes kamen die Quecksilberdampfgleichrichter, in denen Quecksilber kondensierte und sich an Anoden absetzte. Erst in den 1950er Jahren kamen die ersten Halbleitergleichrichter auf dem Markt, dabei ist z.B. der „Selengleichrichter“ zu nennen.

4 (einzelne) Dioden sind ein einem Gehäuse verschaltet und unter gebracht.Gleichrichter, Brückengleichrichter, BauformenGleichrichter, Symbol im Schaltbild
Prinzipaufbau des Brückengleichrichters. Kein Bild, sondern Textbeschreibung.Bauformen der diversen Gleichrichter.Schaltzeichen und Prinzipverschaltung.
Tabelle der Gleichrichter, Brückengleichrichter

Generell müssen die techn. Daten der Diode beachtet werden. Bei einem Brückengleichrichter ist in Klarschrift aufgedruckt, für welche Betriebsspannung dieser verwendet werden darf, und welche Stromstärke er bereit stellen kann.

Gleichrichter, Brückengleichrichter, Kurvenform der Spannungen
Kurvenverlauf. Bei der Vollweggleichrichtung, oder auch Brückengleichrichtung werden beide Halbwellen gleichgerichtet. Gleichgerichtet bedeutet also, auf gleiches Polarität gebracht. In dem obigen Beispiel wird also jede zweite (jede negative) Halbwelle nach oben geklappt. Welche Polarität das jeweils ist (Plus oder Minus) hängt davon ab, ob die Kathode oder die Anode der Dioden als Ausgang verwendet werden. Bei einer Einweggleichrichtung (also nur eine Diode statt 4 Stück in Brückenschaltung) wird nur die pos. ODER die neg. Halbkurve gleichgerichtet. Somit ist nur jede zweite Halbwelle vorhanden, da ja abwechselt bei der Wechselspannung eine pos. und eine neg. Halbwelle vorhanden ist.
Tabelle der Gleichrichter, Kurvenverlauf

Erläuterung zu den Kennlinien: aktuell keine weitere Erläuterung.

So, weiter möchte ich dieses Thema „Gleichrichter“ hier in den Grundlagen nicht ausführen 🙂

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