Ein Gleichrichter ist ein Gerät, das verwendet wird, um Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Ein Gleichrichter ist das Gegenteil eines Wechselrichters, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Viele kleine Haushaltsgeräte wie Laptops, Fernseher und Videospielsysteme verwenden diese Geräte, um nutzbaren Strom zu erzeugen.
Es gibt zwei grundlegende Arten von elektrischer Energie. Wechselstrom kehrt periodisch die Richtung von negativ zu positiv und zurück um. Gleichstrom kehrt die Richtung nicht um.
Da Wechselstrom mit minimalen Verlusten durch Kabel übertragen werden kann, ist der Strom, der vom Stromunternehmen in das durchschnittliche Haus fließt, Wechselstrom. Das Problem ist, dass die meisten kleinen Haushaltsgeräte mit Gleichstrom betrieben werden. Ein Netzgleichrichter muss verwendet werden, damit diese Geräte betrieben werden können, wenn sie an eine normale Steckdose angeschlossen sind.
Es kann so einfach wie eine einzelne Diode sein. Eine Diode ist ein kleines Bauteil aus Glas und Draht, das Strom nur in eine Richtung leitet. Die einzelne Diode kann als Gleichrichter wirken, indem sie entweder den negativen oder den positiven Wechselstrom blockiert.
Ein Leistungsgleichrichter, der eine einzelne Diode verwendet, führt eine Einweggleichrichtung durch. Dies bedeutet, dass nur die Hälfte der Welle den Ausgang erreicht. Es ist billig und einfach, aber sehr ineffizient.
Der Wirkungsgrad kann durch den Einsatz mehrerer Dioden erhöht werden. Ein Vollwellengleichrichter wandelt das gesamte Wechselstromsignal in Gleichstrom um. Dieses Verfahren erfordert vier Dioden in einer Formation, die als Diodenbrücke bezeichnet wird.
Ein Vollweggleichrichter ähnlich der Diodenbrücke kann mit einem Transformator und zwei Dioden hergestellt werden. Der Transformator muss eine Sekundärwicklung mit Mittelanzapfung haben. Dies bedeutet, dass eine Verbindung auf halbem Weg entlang des Transformators hergestellt wird. Dies ist effizienter als die Einzeldiode, aber teurer als das Diodenbrückenverfahren. Es gibt auch andere Formen von Gleichrichtern, diese werden jedoch am häufigsten verwendet.
Das Hauptproblem bei jedem Gleichrichter besteht darin, dass Wechselstrom Spitzen und Täler aufweist. Gleichstrom aus dieser Art von Strom hat keine konstante Spannung. Dies kann zu Komplikationen bei elektrischen Geräten führen.
Um ein stetiges Gleichstromsignal zu erzeugen, muss der Leistungsgleichrichter mit einer Art Glättungsschaltung oder Filter gekoppelt sein. Der einfachste davon ist ein Speicherkondensator, der am Ausgang des Netzgleichrichters platziert wird. Je größer der Kondensator, desto mehr wird die Welligkeit geglättet. Der Nachteil besteht darin, dass ein großer Kondensator höhere Spitzenströme erzeugt.