11.10 : Brückengleichrichter

Der Brückengleichrichter ist in der Elektronik unverzichtbar, um Wechselstrom (AC) effizient in Gleichstrom (DC) umzuwandeln. Dieser Gleichrichter besteht aus vier in Brückenanordnung angeordneten Dioden und verarbeitet sowohl die positive als auch die negative Hälfte der Wechselstromwellenform effektiv, wodurch er Halbwellen- und Vollwellengleichrichtern mit Mittelanzapfung in Bezug auf Spannungsregelung und Ausgangsstabilität überlegen ist.

Im Betrieb ermöglicht der Brückengleichrichter während jeder Halbwelle des Wechselstromeingangs den Stromfluss durch zwei seiner Dioden. Insbesondere während der positiven Halbwellen leiten die Dioden D_1 und D_2, wodurch Strom durch den Lastwiderstand R fließen kann, während die Dioden D_3 und D_4 in Sperrrichtung vorgespannt und nicht leitend sind. Diese Aktion kehrt sich während der negativen Halbwellen um, in denen die Dioden D_3 und D_4 leiten und D_1 und D-2 in Sperrrichtung vorgespannt sind. Trotz der alternierenden Natur der Eingangsspannung bleibt der Strom durch den Lastwiderstand R in einer einzigen Richtung, was einen stetigen, positiv pulsierenden Gleichstromausgang gewährleistet.

Die erforderliche Spitzensperrspannung (PIV) ist die von der Quellenspannung (V_S) abgezogene Diodenspannung (V_D), was einen Wert ergibt, der ungefähr der Hälfte des Vollweggleichrichters mit einem Transformator mit Mittelanzapfung entspricht. Daher ist der Brückengleichrichter effizienter und ermöglicht ein kompakteres und kostengünstigeres Design.

Darüber hinaus erfordert die Sekundärwicklung des Transformators in einer Brückengleichrichterschaltung weniger Windungen als die einer Transformatorkonfiguration mit Mittelanzapfung, was seine Gesamteffizienz verbessert. Die Leistung eines Brückengleichrichters kann auch durch die Integration von Schottky-Dioden, die für ihren geringen Durchlassspannungsabfall und ihre schnelle Wiederherstellungszeit bekannt sind, oder durch Hinzufügen eines Kondensatorfilters zur Minimierung der Welligkeit erheblich verbessert werden, wodurch ein Gleichstromausgang höherer Qualität erzeugt wird.