11.8 : Halbwellengleichrichter

Ein Halbwellengleichrichter ist ein grundlegender Schaltkreis in der Elektronik, der Wechselspannung (AC) in eine unidirektionale Spannung umwandelt. Er verwendet die einfachste Form der Diodengleichrichtung, bei der der Schaltkreis aus einer einzelnen Diode in Reihe mit einem Lastwiderstand und einer Wechselstromquelle besteht.

Die Funktionsweise eines Halbwellengleichrichters basiert auf dem Prinzip, dass Dioden den Stromfluss nur in eine Richtung zulassen. Während der positiven Halbwellen des Wechselstromeingangs ist die Diode in Durchlassrichtung vorgespannt, da die Eingangsspannung den Schwellenwert der Diode überschreitet. Folglich fließt Strom durch den Schaltkreis und eine Ausgangsspannung entsteht über dem Lastwiderstand. Diese Ausgangsspannung ist die Eingangsspannung abzüglich des Durchlassspannungsabfalls der Diode.

Auf der anderen Seite ist die Diode während der negativen Halbwellen in Sperrrichtung vorgespannt. Die Eingangsspannung reicht nicht aus, um die inhärente Potenzialbarriere der Diode zu überwinden, wodurch die Diode nichtleitend wird. Daher fließt kein Strom und die Ausgangsspannung fällt auf Null. Diese Gleichrichtung führt zu einem pulsierenden Gleichstrom (DC), der nur während der positiven Halbwellen des Eingangswechselstromsignals fließt.

Ein entscheidender Parameter für Dioden in Gleichrichterschaltungen ist die Spitzensperrspannung (PIV). Dies ist die maximale Spannung, die die Diode in Sperrrichtung aushalten kann, ohne durchzubrechen. In einem Halbwellengleichrichter ist die PIV im Wesentlichen der Spitzenwert der Eingangswechselspannung, jedoch mit entgegengesetzter Polarität. Es ist wichtig, dass die gewählte Diode die erwartete PIV bewältigen kann, um Schäden zu vermeiden und die Langlebigkeit der Schaltung sicherzustellen.