Was ist aktive Berichtigung?

Aktive Gleichrichtung ist der Prozess der Umwandlung von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) mit sehr geringer Verzerrung in den Niederspannungseingängen. Eingangswechselspannungen zwischen 0 und 0.7 Volt (V) sind ein häufiges Problem bei der Verwendung von passiven Silizium- oder Germanium-Gleichrichtern. Die ideale Diode schaltet sich mit einer Nullspannung an Anode und Kathode ein. In realen Schaltungen tritt jedoch ein Durchlassspannungsabfall an der Siliziumdiode von ungefähr 0.7 V und ungefähr 0.3 V für die Germaniumdiode auf.

Die aktive Gleichrichtung wird für Schaltungen verwendet, die niedrige Wechselspannungspegel verarbeiten, wie zum Beispiel für die spezielle Erkennung von Amplitudenmodulations-(AM)-Signalen. Bei AM hat der Hochfrequenz-(RF)-Träger einen durchschnittlichen Spitzenpegel oder eine Hüllkurve, die die Modulation oder die auf der Funkwelle übertragenen Informationen trägt. Nach der Rückgewinnung des Trägers befindet sich im AM-Empfänger eine AM-Erkennungsschaltung, die die Hüllkurve wiedergewinnt. Wenn die Hüllkurve weniger als 0.7 V beträgt und eine Demodulation erforderlich ist, wird eine aktive Gleichrichterschaltung benötigt.

Bei Generatoren wird eine synchrone Gleichrichtung anstelle einer aktiven Gleichrichtung verwendet. Die synchrone Gleichrichtung wird durch Synchronkontakte, sogenannte Kommutatoren, ermöglicht. Wenn eine Rotorwicklung in einem positiv verlaufenden Ausgang voranschreitet, wird diese Rotorwicklung schnell mit dem Ausgangsanschluss verbunden oder kommutiert. Sobald seine Spannung einen bestimmten positiven Mindestwert unterschreitet, wird er vom Ausgang getrennt. Mehrere dieser Wicklungen werden der Reihe nach für die Ausgabe verwendet, während sich der Rotor weiter dreht, was zu einer Gleichstromausgabe ohne elektronische Gleichrichter führt.

Die aktive Gleichrichtungstechnik kann aktive Bauelemente wie Transistoren und Operationsverstärker verwenden. Invertierende Operationsverstärker mit einer Diode in der Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers und dem invertierenden Eingang weisen nahezu ideale aktive Gleichrichtereigenschaften auf. Der sehr kleine Durchlassstrom, der zum Betrieb der erwähnten Diode benötigt wird, erzeugt eine Verzerrung von weniger als 0.01 V im Ausgangssignal, und dies ist eine große Verbesserung gegenüber der passiven Gleichrichtung, die mindestens 0.3 V Eingang erfordert. Bei der Stromumwandlung besteht aufgrund der relativ hohen zu wandelnden Spannungen kaum Bedarf an einer aktiven Gleichrichtung. Passive Gleichrichter, die Spannungsverluste von etwa 1.4 bis 2 Volt Gleichstrom (VDC) verursachen, sind akzeptabel, da bei ungeregelten Spannungsquellen große Spannungsreserven zur Verfügung stehen.

H-Brücke ist eine sehr nützliche Schaltungskonfiguration. Bei Verwendung mit Dioden wird die H-Brücke zu einem Vollweggleichrichter. Die DC-Ausgänge werden dort genommen, wo die Anoden-Anoden- und Kathoden-Kathoden-Knoten verbunden sind. Bei Verwendung mit Transistoren kann die H-Brücke eine Last wie einen Motor oder einen Lautsprecher bidirektional ansteuern. Bei Anwendungen mit aktiver Gleichrichtung kann die H-Brücke verwendet werden, um die Signalklemmung und Impedanztransformation bereitzustellen, die für einen stabileren Schaltungsbetrieb erforderlich sind.