Gleichrichter (Brücke)

Worum geht es?

Die Brückengleichrichtung (Graetz-Schaltung) setzt vier Dioden ein, um beide Halbwellen der Eingangswechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung zu verwandeln. Pro Netzperiode liefern damit zwei Pulse Energie an die Last — die Pulsfrequenz verdoppelt sich gegenüber dem Einweg.

Wesentliche Eigenschaften:

• U_DC = 2 · U_peak / π ≈ 0,637 · U_peak — doppelt so hoch wie beim Einweg.
• Pulsfrequenz 100 Hz bei 50-Hz-Netz.
• Restwelligkeit deutlich geringer, Glättung einfacher.
• Pro Stromweg liegen zwei Dioden in Reihe → Verluste ≈ 2 · U_D (ca. 1,4 V bei Si).

Die Formel

U_DC = 2 · U_peak / π

Umstellung:
    U_peak = U_DC · π / 2

Die Variablen

Minimal-Beispiel

12 V Effektivwert vom Trafo → U_peak ≈ 16,97 V.

U_DC = 2 · U_peak / π
     = 2 · 16,97 / 3,1416
     ≈ 10,80 V

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Aus U_eff direkt

U_DC = (2 · U_eff · √2) / π ≈ U_eff · 0,9.

U_DC = U_eff · 2 · √2 / π
     = 230 V · 2 · 1,4142 / 3,1416
     ≈ 230 · 0,9003
     ≈ 207,1 V

Beispiel 2 — Mit Diodenverlust korrigieren

Reale Brücke aus Si-Dioden, U_peak = 16,97 V, zwei Dioden in Reihe pro Pfad.

U_peak,real = U_peak − 2 · U_D
            = 16,97 − 1,4
            ≈ 15,57 V

U_DC = 2 · 15,57 / π
     ≈ 9,91 V

Beispiel 3 — Zielwert vorgeben

Für 24 V Mittelwert nach der Brücke:

U_peak = U_DC · π / 2
       = 24 · 3,1416 / 2
       ≈ 37,7 V

U_eff  = U_peak / √2 ≈ 26,7 V