Gleichrichterstufe

Gleichrichterstufe bezeichnet in der Elektronik die Stufe eines elektrischen Systems, die Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandelt. Sie erzeugt eine pulsierende Gleichspannung, die als Vorstufe in Netzteilen, Motorantrieben oder HVDC-Systemen dient.

Aufbau und Funktionsprinzip: Die einfachste Form verwendet Dioden. Halbwellengleichrichter verwenden eine Diode pro Halbwelle, Vollbrückengleichrichter (Brückengleichrichter) setzen vier Dioden so ein, dass in jeder Halbwelle Strom fließt. Dadurch entsteht eine pulsierende Gleichspannung mit zwei mal pro Sinushöhe wiederkehrender Pulsform. Bei kontrollierten Gleichrichtern kommen Thyristoren oder andere Schalter zum Einsatz, um die Ausgangsspannung durch Steuerung der Einschaltdauer zu regeln.

Varianten und Technologien: Unkontrollierte Gleichrichter verwenden Dioden; kontrollierte Gleichrichter nutzen Thyristoren oder MOSFETs/TETs, um die Spannung gezielt zu beeinflussen. In modernen Anwendungen kommen auch synchronisierte oder gestützte Schalter zum Einsatz, die Vorwärtsverlust minimieren und eine bessere Regelbarkeit ermöglichen.

Glättung und Regelung: Die pulsierende Gleichspannung wird durch Filterkomponenten wie Kondensatoren, Induktivitäten oder LC-Netze geglättet. Zusätzlich erfolgen Regulation und Schutz durch DC-Regler, Transientenschutz, und gegebenenfalls nachfolgende DC-DC-Wandler, die eine stabile Ausgangsspannung liefern.

Eigenschaften und Anwendungen: Wichtige Kenngrößen sind maximale Strombelastbarkeit, Ausgangsspannung, Ripplefaktor und Effizienz. Einsatzgebiete reichen von Netzteilen in Computern und Ladegeräten über Gleichstrommotoren bis hin zu Hochspannungs-Gleichrichtersystemen und HVDC-Übertragung.

Zusammenhang: Die Gleichrichterstufe ist typischer Bestandteil einer Energieversorgung und geht meist der Glättungs- und Regulationseinheit bzw. dem DC-DC-Wandler oder der Inverterstufe voraus.