Warum verwenden wir Brückengleichrichter?

Wenn wir bereits einen Gleichrichter mit Mittelabgriff haben, bei dem nur zwei Dioden die gleiche Arbeit leisten, warum müssen dann vier Dioden oder der sogenannte Brückengleichrichter verwendet werden?

Ich gehe davon aus, dass Sie für "Brückengleichrichter" eine Vollwellen-Brückengleichrichterschaltung gemeint haben . Um klar zu sein, hier ist eine Vollwellenbrücke:

Schauen Sie sich das für einen Moment an und sehen Sie, wie es funktioniert. Grundsätzlich führt es die Absolutwertfunktion an einer Spannung aus. Eigentlich verliert dabei zwei Diodenspannungsabfälle, aber das ist momentan nicht der Punkt. Wenn Sie ein einzelnes Wechselstromsignal haben, ist eine Vollwellenbrücke eine Möglichkeit, alles positiv zu machen.

Wenn die Wechselspannung bereits von einem sekundären Transformator in der Mitte stammt, können Sie den zusätzlichen Anschluss zu Ihrem Vorteil nutzen, um den Gleichrichterkreis zu vereinfachen:

Schauen Sie sich das etwas an und sehen Sie, dass Sie immer eine positive Spannung von V- bis V + erhalten. Warum sollte es nicht jeder so machen? Es sollte offensichtlich sein, dass diese zweite Schaltung nur in begrenzten Situationen möglich ist, in denen ein Transformatorausgang mit Mittelabgriff verfügbar ist. Wenn Sie dies tun, kann dies eine nützliche Methode zur Korrektur sein. Ein Vorteil ist, dass nur ein Diodenabfall in Reihe mit dem Absolutwert der Wechselspannung geschaltet wird, nicht zwei wie bei der Vollwellenbrücke oben.

Aber denken Sie über die Kosten nach. Beachten Sie, dass jeweils nur die Hälfte der Sekundärseite leitet. Sie bezahlen für die zusätzlichen Dinge, die Sie nur die Hälfte der Zeit verwenden. Dioden sind im Vergleich zu Transformatoren billig und klein, insbesondere bei niedrigen Frequenzen wie Netzleistung. Normalerweise ist die entscheidende Frage, ob Sie einen Transformator aus anderen Gründen wie der Isolation benötigen. In diesem Fall sind die zusätzlichen Kosten für den Mittelabgriff und das Wickeln der Sekundärwicklung mit längerem, aber dünnerem Draht relativ gering.

Es gibt noch einen weiteren Grund für die Verwendung einer Sekundärseite mit Mittelabgriff, wenn Sie sowohl eine positive als auch eine negative Versorgung wünschen:

Verfolgen Sie, was über einen gesamten Wechselstromzyklus geschieht, und Sie sollten sehen können, wie Sie sowohl den positiven als auch den negativen absoluten Wert von dieser Schaltung erhalten.

Der größte Nachteil des CT-Transformators besteht darin, dass Sie nur die Hälfte davon in jedem Halbzyklus des Netzes verwenden. Das bedeutet, dass Ihr Transformator doppelt so schwer und groß ist wie einer mit einem Vollweggleichrichter. Die zwei zusätzlichen Dioden machen sich auf diese Weise leicht bezahlt.

Die Sperrspannungsspezifikation der Dioden ist doppelt so hoch wie bei der 2-Dioden-Lösung gegenüber der 4-Dioden-Lösung, wie in der hart umkämpften Antwort beschrieben. Dies kann also 4 Dioden begünstigen, wenn die Nennspannung ihren Preis um mehr als das Doppelte beeinflusst, z. B. bei Versorgungen mit höherer Spannung, bei denen Etwa 1500 V PIV werden langsam teuer.

Es gibt auch andere Gründe für die Auswahl zwischen den Vereinbarungen.

Die Lösung mit zwei Dioden in der Mitte hat einen Wert, selbst wenn man nur eine positive Schiene mit einer bestimmten Spannung wollte, könnte der Wunsch bestehen, andere Spannungsabgriffe (möglicherweise wählbar) für niedrigere Spannungen zu haben, die gleichzeitig vollweggleichgerichtet sind oder vielleicht sogar eine einfache einzelne Diode Gleichgerichtete Halbwellenschiene, diese könnten dann die gemeinsame Masse mit der Mittelgewindeschiene teilen. Es bietet auch die Möglichkeit, Wicklungen mit einer auf Masse bezogenen Wechselstromschiene (oder möglicherweise sogar einem zweiphasigen Netzspannungsausgang) zu teilen, die nicht möglich ist, da keiner der Transformatoranschlüsse bei Vollbrückenmethode eine feste Masse / gemeinsame Spannung aufweist wird für eine einzelne Schiene verwendet.

Ein praktischer Grund für zwei völlig unabhängige Ausgangswicklungen besteht darin, eine Reihen- oder Parallelschaltung des Transformators zu ermöglichen, wobei nur zwei Dioden mit einem Mittelabgriff oder 4 Dioden mit parallelen Wicklungen für eine Spannung oder die Wicklungen in Reihe mit einer Brücke verwendet werden können Die doppelte Ausgangsspannung zu wählen, wie dies in einem einfachen Auto- / Motorrad-Batterieladegerät gewünscht wird.

In einem Mikrowellen-HV-Transformator ist das innere Ende der Wicklung mit dem Kern geerdet, um die Isolationsanforderungen (und die kapazitive Belastung) zwischen dem HV-Ausgang und dem Transformatorkern zu verringern und die HV-Masse auf Chassis-Potential zu halten, sodass keine Diode platziert wird Auf der Erdungsseite muss die Gleichrichtung (oder Verdoppelung) an einer einzigen geerdeten Wicklung erfolgen, auch wenn eine Vollweggleichrichtung möglicherweise billiger ist. Eine schwimmende HV-Versorgung wäre insbesondere unter Fehlerbedingungen unklug.

Viele praktische Gründe bestimmen, welche Anordnung verwendet wird, und alle haben Vor- und Nachteile.

EDIT:
Ein anderer Gedanke kam mir in den Sinn. Bei sehr niedrigen Spannungen ist es ratsam, zu vermeiden, dass der zweite Diodentropfen in der Diode verschwendet wird, wenn er einen nennenswerten Teil der Ausgangsspannung bildet. Dies könnte in Einzelzellen-NiCd-NiMH-Ladeschaltungen am relevantesten sein.

Es hat mit der inversen Spitzenspannung der Dioden zu tun. Bitte lesen Sie diesen Artikel in Wikipedia.

PIV einer Diode in einem Vollweggleichrichter mit Mittenabgriffstransformator = 2 * Vm PIV einer Diode in einem Vollweggleichrichter mit Brücke = Vm

Außerdem würde sich ein Transformator mit Mittelabgriff als teurer als die Brücke erweisen.