Berechnen Sie Gleichspannung, Rippelspannung und Diodenstrom für verschiedene Gleichrichterschaltungen (M1, M2, B2, M3, B6). Kostenloser Online-Rechner für Leistungselektronik.
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Gleichrichter wandeln Wechselspannung (AC) in Gleichspannung (DC) um. Je nach Schaltungstyp unterscheiden sich Ausgangsspannung, Rippel und Netzbelastung erheblich.
| Bezeichnung | Name | Pulszahl | U_di/U_peak | Rippel |
|---|---|---|---|---|
| M1 | Einweg | 1 | 0,318 | 121% |
| M2 | Zweipuls-Mitte | 2 | 0,637 | 48% |
| B2 | Brücke (Graetz) | 2 | 0,637 | 48% |
| M3 | Dreipuls-Mitte | 3 | 0,827 | 18% |
| B6 | Sechspuls-Brücke | 6 | 1,35 × U_LL | 4% |
U_di = Faktor × U_peak (ideale DC-Spannung)
U_d = U_di - n × U_f (mit Diodenverlust)
ΔU = I_d / (f_rippel × C) (Rippelspannung)
Klicken zum KopierenDie häufigste Einphasen-Gleichrichterschaltung:
Der Standard für industrielle Anwendungen:
Für einen Rippel von < 5%:
C ≥ I_d / (f_rippel × U_d × 0,05)
Klicken zum KopierenBeispiel B2: 10 A Last, 100 Hz Rippel, 200 V DC:
C ≥ 10 / (100 × 200 × 0,05) = 10.000 µF
Die Graetz-Schaltung (auch B2 oder Vollbrücken-Gleichrichter) verwendet 4 Dioden in Brückenanordnung. Sie nutzt beide Halbwellen und benötigt keinen Transformator mit Mittelanzapfung. U_di = 0,9 × U_eff.
Bei B2 fließt der Strom immer durch 2 Dioden gleichzeitig (2 × 0,7 V = 1,4 V Verlust). Bei M2 nur durch 1 Diode. Dafür benötigt M2 einen Transformator mit Mittelanzapfung.
Faustregel: C = I_d / (f × ΔU). Für 5% Rippel und 10 A bei B2 (100 Hz): C = 10 / (100 × 0,05 × 200) = 10.000 µF. Immer Spannungsfestigkeit mit Reserve wählen (1,5 × U_d).
Die Pulszahl gibt an, wie oft pro Netzperiode die DC-Spannung ihr Maximum erreicht. B2 = 2 Pulse (bei 50 Hz → 100 Hz Rippel), B6 = 6 Pulse (bei 50 Hz → 300 Hz Rippel). Höhere Pulszahl = kleinerer Rippel.
B6 (Sechspuls-Brücke) bei: Leistungen > 5 kW, Drehstromversorgung vorhanden, geringe Rippel erforderlich, gleichmäßige Netzbelastung gewünscht. Standard bei Frequenzumrichtern und Industrieantrieben.
Silizium-Dioden: 0,7 V Durchlassspannung, hohe Sperrspannung (bis 1000 V). Schottky-Dioden: 0,3 V Verlust, aber nur bis ca. 100 V Sperrspannung. Schottky für Niederspannung und hohe Effizienz.