Fragen zu Dioden und Gleichrichter

[Christian F. (sunsetip)]

Also erstmal vorne Weg normalerweise beschäftige ich mich nur mit 
Software und habe mit Hardware nichts am Hut (daher hab ich da einen 
ziemlichen Mangel an Grundwissen) aber manchmal kommen mir irgendwelche 
Fragen diesbezüglich in den Kopf (häufig nachdem ich mal irgendwas 
darüber gelesen habe) die mich dann einfach nicht mehr loslassen und 
jetzt habe ich mal wieder solche Fragen und hoffe, dass mir diese hier 
beantwortet werden können.

Dann leg ich mal los (Hoffentlich sind diese Fragen nicht zu doof^^)...

1. Wieviel Spannung kann an einer Halbleiter-Diode in Flussrichtung 
anliegen? (Ist das möglicherweise abhängig von der Sperrspannung oder 
so?)

2. Wenn man eine Schaltung mit 4 Halbleiter-Dioden für so ein 
Brücken-Gleichrichter-Dingens baut, wieviel Spannung fällt dann an dem 
Gleichrichter ab? (Z.B. wenn man dass dann an 230V anschließt, wieviel 
Spannung bleibt dann noch für die Restlichen Bauteile, die in so einer 
Schaltung nach dem Gleichrichter kommen)

P.S. keine Sorge, ich hab nicht vor, mit meinem bescheidenen Wissen 
irgendwas zu basteln (ich bin mir bewusst, dass ich mich damit 
wahrscheinlich selbst umbringen würde, deswegen lass ich es einfach 
sein), ich stelle diese Fragen bloß auß reinem Interesse...

[X. Y. (elektro_henkler)]

die simpelste Antwort erledige ich jetzt mal schnell vor der arbeit;)

(Wechselspannung * 1.4 ) - 1,4V = Deine Gleichspannung


Hier eine Antwort auf die anderen Fragen:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201113.htm



http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1402281.htm

[Norbert M. (Gast)]

Christian Franken schrieb:
> 1. Wieviel Spannung kann an einer Halbleiter-Diode in Flussrichtung
> anliegen?

Hängt im Allgemeinen primär von der Temperatur und vor allem dem Strom 
ab. Höhere Temperatur oder mehr Strom -> Mehr Vorwärtsspannung. Anbei 
mal ein kleines Bild aus dem Datenblatt einer gebräuchlichen 
Silizium-Gleichrichterdiode, da sieht man sehr schön die Abhängigkeit 
vom Strom.

> 2. Wenn man eine Schaltung mit 4 Halbleiter-Dioden für so ein
> Brücken-Gleichrichter-Dingens baut, wieviel Spannung fällt dann an dem
> Gleichrichter ab?

~ 1,4V, weil in der Brücke zwei Dioden a ~0,7 Volt in Reihe liegen. Und 
natuerlich nur, wenn man das oben Aufgezeigte (Temperatur, Strom) 
vernachlässigt.

LG, N0R

[Harald W. (wilhelms)]

Christian Franken schrieb:

> Also erstmal vorne Weg normalerweise beschäftige ich mich nur mit
> Software und habe mit Hardware nichts am Hut

Ja leider geht Software nie ohne Hardware;
Hardware ohne Software aber schon...
Gruss
Harald

[Stefanus (Gast)]

Gibt es eigentlich kompakte Gleichrichter aus Shottky Dioden, oder macht 
das keinen Sinn? Wenn nicht, warum nicht?

[Helmut L. (helmi1)]

Stefanus schrieb:
> Gibt es eigentlich kompakte Gleichrichter aus Shottky Dioden, oder macht
> das keinen Sinn? Wenn nicht, warum nicht?

Als Netzgleichrichter gibt es die nicht nur als Gleichrichterdioden in 
Schaltnetzteilen. Als Netzgleichrichter sind die zu empfindlich gegen 
Transienten. So hoch ist deren Sperrspannung nicht. Und Schottkydioden 
fuer hoehere Sperrspannung haben auch wieder hoehere 
Durchflussspannungen wobei dann kein Vorteil gegenueber normalen Dioden 
besteht.

[Harald W. (wilhelms)]

Helmut Lenzen schrieb:

> So hoch ist deren Sperrspannung nicht. Und Schottkydioden
> fuer hoehere Sperrspannung haben auch wieder hoehere
> Durchflussspannungen

...und höhere Sperrströme, sodas irgendwann die Verlste durch
Sperrströme grösser als die Verluste durch die Durchlassspannung.
Gruss
Harald

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Stefanus schrieb:
> Gibt es eigentlich kompakte Gleichrichter aus Shottky Dioden,

Ich habe noch keinen in der Hand gehabt.

> oder macht das keinen Sinn?

Es wird zwar in diesem Forum immer mal wieder nachgefragt. Aber da die 
Hersteller sowas anscheinend nicht im Programm haben, scheint die 
Nachfrage am Markt dann eher doch nicht so groß zu sein.

> Wenn nicht, warum nicht?

Es gibt ein paar Gründe, warum Schottky-Brückengleichrichter als 
eigenständige Bauteile selten gebraucht werden:

- Schottkys werden typisch in Schaltnetzteilen eingesetzt. Die meisten 
Topologien brauchen aber keine Brücken, sondern eher Einzeldioden.

- wenn man auf den geringsten Spannungsverlust aus ist, wird man eher 
Schaltungsvarianten einsetzen, bei denen der Strom von vornherein nur 
durch wenige Dioden muß. Siehe Mittelpunktschaltung vs. Graetzbrücke.

- es gibt jede Menge Schottky-Paare, sowohl klein z.B. BAT54 in SOT23 
als auch fett z.B. MBR2035. Daraus kann man sich dann auch Brücken 
zusammenstellen, wenn Einzeldioden doch zu groß sein sollten.


XL

[Harald W. (wilhelms)]

Axel Schwenke schrieb:

> - es gibt jede Menge Schottky-Paare,
> Daraus kann man sich dann auch Brücken
> zusammenstellen, wenn Einzeldioden doch zu groß sein sollten.

Da ist dann aber überwiegend der Pluspol zusammengeschaltet.
Doppeldioden mit zusammengeschaltetem Minuspol gibts nur selten.
Gruss
Harald

[Old P. (Gast)]

Christian Franken schrieb:
> Also erstmal vorne Weg normalerweise beschäftige ich mich nur mit
> Software und habe mit Hardware nichts am Hut (daher hab ich da einen
> ziemlichen Mangel an Grundwissen)....

Geht sowas denn überhaupt? Hardware ohne irgendwelche Kenntnisse von 
Software geht ja immer, aber umgekehrt?
So langsam werd ick wohl alt... ;-)

Old-Papa

[(prx) A. K. (prx)]

Old Papa schrieb:
> Geht sowas denn überhaupt? Hardware ohne irgendwelche Kenntnisse von
> Software geht ja immer, aber umgekehrt?

Es gab mal Zeiten, das waren solide Kenntnisse der in Autos verwendeten 
Technik empfehlenswert, wenn man längere Reisen vorhatte. Aber das war 
vor mehr als einem Jahrhundert.

[Christian F. (sunsetip)]

OK, ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich das richtig verstanden habe...

Bedutet das, dass wenn am Eingang des Gleichrichters (Halbleiter-Dioden 
aus Silizium) eine Wechselpannung von genau 230V anliegen würde, am 
Ausgang eine Gleichspannung von ~228,6V anliegt?

[Harald W. (wilhelms)]

Christian Franken schrieb:

> Bedutet das, dass wenn am Eingang des Gleichrichters (Halbleiter-Dioden
> aus Silizium) eine Wechselpannung von genau 230V anliegen würde, am
> Ausgang eine Gleichspannung von ~228,6V anliegt?

Nein. Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Wechselspannung

[Helmut L. (helmi1)]

Christian Franken schrieb:
> Bedutet das, dass wenn am Eingang des Gleichrichters (Halbleiter-Dioden
> aus Silizium) eine Wechselpannung von genau 230V anliegen würde, am
> Ausgang eine Gleichspannung von ~228,6V anliegt?

Nicht so ganz. Die 230V sind dein Effektivwert. Am Ausgang ist der 
Momentanwert der Spannung immer um die Flussspannung der Dioden kleiner.
Dein Momentanwert

U(t) = Us * sin(wt)

Us = Scheitelwert deiner Wechselspannung 230V * 1.414 = 325V

hinter dem Gleichrichter (ohne Ladeelko) hast du dann

Ud(t) = U(t) - 1.4V

[Norbert M. (Gast)]

Harald Wilhelms schrieb:
> Christian Franken schrieb:
>
>> Bedutet das, dass wenn am Eingang des Gleichrichters (Halbleiter-Dioden
>> aus Silizium) eine Wechselpannung von genau 230V anliegen würde, am
>> Ausgang eine Gleichspannung von ~228,6V anliegt?
>
> Nein. Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Wechselspannung

Geht man also fehl in der Annahme, der Effektivwert der Spannung nach 
den Dioden würde ~228,6V betragen? (Gut, den Teil der Periode wo gar nix 
geht - also zwischen 1,4 und +1,4 Volt müsste man eigentlich auch noch 
rausrechnen, wenn man genau ist). Aber normal müsste es doch stimmen, 
was er sich da zusammendenkt, oder nit?

LG,  N0R

[Christian F. (sunsetip)]

Helmut Lenzen schrieb:
> U(t) = Us * sin(wt)
> Us = Scheitelwert deiner Wechselspannung 230V * 1.414 = 325V
> hinter dem Gleichrichter (ohne Ladeelko) hast du dann
> Ud(t) = U(t) - 1.4V

Ich glaube, das dir nicht ganz klar ist, wie wenig Ahnung ich eigentlich 
von sowas habe...^^

Also, hab mal ein bischen nachgegoogelt

u(t) = eine mit der Zeit veränderliche elektrische Spannung (Hat das 
irgendwas mit der Frequenz zu tun?)

Us = Scheitelwert der Wechselspannung = Spitzenspannung

sin = Sinus (das hab ich sogar ohne googeln gewusst... juhu^^)

wt = ???

ud(t) = Ich würde jetzt davon ausgehen, dass das die Ausgangsspannung 
des Gleichrichters ist aber sicher bin ich mir nicht.

Also prinzipiell muss ich nur wissen, was sin(wt) bedeutet, dann kann 
ich mir das selber ausrechnen und wenn ich dann noch weiß, was ud(t) 
bedeuten, dann weiß ich sogar, was ich mir da ausgerechnet habe =)

[Helmut L. (helmi1)]

Christian Franken schrieb:
> u(t) = eine mit der Zeit veränderliche elektrische Spannung (Hat das
> irgendwas mit der Frequenz zu tun?)
>

Du hast hinter dem Gleichrichter ohne Ladekondensator immer noch eine 
von Zeit abhaengige Spannung. Nur das die dann nicht mehr von -325V .. 
325V geht sondern nur noch von 0 .. 325V. Also die negativen Anteile 
werden nach oben geklappt (Doppelweggleichrichtung) oder weggelassen 
(Einweggleichrichtung)


> Us = Scheitelwert der Wechselspannung = Spitzenspannung
>
> sin = Sinus (das hab ich sogar ohne googeln gewusst... juhu^^)
>
> wt = ???

w = 2 x pi x f
Die sogenannte Kreisfrequenz.

t= die fortlaufende Zeit.

>
> ud(t) = Ich würde jetzt davon ausgehen, dass das die Ausgangsspannung
> des Gleichrichters ist aber sicher bin ich mir nicht.
>

Yepp

> Also prinzipiell muss ich nur wissen, was sin(wt) bedeutet, dann kann
> ich mir das selber ausrechnen und wenn ich dann noch weiß, was ud(t)
> bedeuten, dann weiß ich sogar, was ich mir da ausgerechnet habe =)

sin(wt) ist der Zeitabhaengige Term einer Wechselspannung. Die Spannung 
aendert sich ja fortlaufend, daher der Name Wechselspannung. Dieser 
Sinusausdruck gibt dir die Zeitabhaengigkeit der Spannung wieder.

Setzt man fuer w = 2 x pi 50 ein und gibt fuer t eine Zeit von 0 ..0.02 
s vor (in Schritten von 0.001s) und traegt das auf in Blatt Papier auf 
(t auf der x Achse und den Wert auf der y Achse) so wirst du den 
Kurvenverlauf der Netzspannung zu sehen bekommen. Mit einer Rechnung ist 
es da nicht getan.

[Christian F. (sunsetip)]

OK, ich glaube so langsam aber sicher fange ich an das alles zu 
verstehen.

Aber ich frage dann lieber nochmal nach, um sicher zu gehen...
Bedeutet das, dass die Spitzenspannung der Wechselspannung aus einer 
Steckdose 325V beträgt?

Ich hab dazu mal schnell ein kleines Bildchen erstellt, dass die 
Spannung aus einer Steckdose darstellen soll, ist das Bild richtig (also 
auch mit den Werten)?

[Helmut L. (helmi1)]

Christian Franken schrieb:
> OK, ich glaube so langsam aber sicher fange ich an das alles zu
> verstehen.

Schoenes Bildchen gemalt.
>
> Aber ich frage dann lieber nochmal nach, um sicher zu gehen...
> Bedeutet das, dass die Spitzenspannung der Wechselspannung aus einer
> Steckdose 325V beträgt?

Ja, so isses. Die 230V sind der Effektivwert der Spannung. Das heist 
wenn du diese Spannung mit 325V auf einen Widerstand gibst erzeugst du 
genau soviel Waerme als wenn du 230V Gleichspannung drauf gibst.

>
> Ich hab dazu mal schnell ein kleines Bildchen erstellt, dass die
> Spannung aus einer Steckdose darstellen soll, ist das Bild richtig (also
> auch mit den Werten)?

Ja wenn du ein Oszilloskope an die Steckdose anschliessen wuerdes 
ergaebe sich diese Bildchen.

[Christian F. (sunsetip)]

OK, wunderbar...
Mein Problem war von Anfang an das, dass ich mir die Wechselspannung als 
konstanten Wert vorgestellt habe aber jetzt weiß ich es besser.

Dann bedanke ich mich bei euch allen, recht herzlich.

P.S.
> Schoenes Bildchen gemalt.

Das Bildchen ist nicht gemalt, sondern mit hilfe eines sehr komplexen 
Programmes hoch aufwändig innerhalb eines fiktiven 3-dimensionalen 
Raumes unter berücksichtigung der parallelen Perspektive erstellt worden 
^^