DE1563121A1 - Gleichrichterschaltungen mit Zenerdioden - Google Patents

Gleichrichterschaltungen mit Zenerdioden

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DE1563121A1
DE1563121A1 DE19661563121 DE1563121A DE1563121A1 DE 1563121 A1 DE1563121 A1 DE 1563121A1 DE 19661563121 DE19661563121 DE 19661563121 DE 1563121 A DE1563121 A DE 1563121A DE 1563121 A1 DE1563121 A1 DE 1563121A1
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DE
Germany
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voltage
circuit
output voltage
zener
rectification
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Application number
DE19661563121
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Werner Ansorge
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/066Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode particular circuits having a special characteristic
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

  • Glelchrichterschaltun2en mit Zenerdioden Zur Gewinnung von Gleichstrom aus Wechselstrom kennt die Elektrotechnik eine Reihe verschiedenartiger Bauelemente, die ihre Aufgäbe in mehreren bekannten Grundschaltungen erfüllen.
  • Ebenso sind in der Elektrotechnik mehrere Bauelemente üblich, deren AÜffgabe darin b estehtl eine vorhandene Gleichspannung auf eine konstante Höhe zu regeln.
  • So ist beispielsweise eine hauptsächlich in der Hochfrequenztechnik verwendete Gleichrichterschaltung nach Bild 1 bekannt, wo der Kon densa''tor zugleich mehrere A»fgaben erfüllt, u.a. auch die eines _ kapazitiven Vorwiderstandes. In dieser Schaltung werden gemäß der gezeichneten Polung des Gleichrichters alle über den Kondensator gelangende negative Halbwechsel kurzgeschlossen, während die positiven Halbwechsel der Schaltung von einem Verbraucher entnommen werden können. Je nach Größe des Stromes schwankt diese Ausgangsspannung zwischen U.Y-2 bei Leerlauf und hTull bei Kurzschluß.
  • Für die Konstanthaltung einer Gleichspannung ist u.a. eine Schaltung nach -Bild 2 bekannt) die eine Zenerdiode mit Vorwiderstand verwendet. Die darf als bekannt vorausgesetzt werden. Bekannt ist ferner eine Gleichrichterschaltung nach Bild 3, wie sie beispielsg=reise zum Laden eines Kleihakkus verciendet w@-rd. denn auch die Leerlaufspannung durch den kapazitiven Spannungsteiler herabgesetzt ist, so ist die Ausgangsspannung dieser Schaltung doch so unkonstant wie nach Schaltung Bild 1.
  • Es fehlt somit in der Elektrotechnik noch ein Gleichrichters der es ermöglicht, aus der Netz-Wechselspannung von üblicherweise 22o Volt eine möglichst konstante Gleichspannung von z.B: nur 12 Volt wert) herzustelleng ohne Zwischenschaltung eines Netztrafos, der sich in vielen kleinen Geräten aus Raum- und Preisgründen oft verbietet. Nachdem auch in den letzten Jahren in verstärktem Maße Geräte mit Transistoren verwendet werden, die einen besonders kleinen und billigen Gleichrichter mit einer definierten Niederspannung erfordern$ so trägt erfinden s emäß eine Schaltun nach Bild 4 diesem Bedarf Rechnung. Diese Schaltung vereinigt die ezc ic terwirkung nach Bild 1 mit der Stabilisierungswirkung nach Bild 2, Die Wirkungsweise ist wie folgt: Wie in Bild 1 hat hier der Kondensator u.a. ebenfalls die Funktion eines kapazitiven,Vorwiderstandes für verlustfreie Strom- bzW. Spannungsverringerung. Unterhalb der Durchbruchspannung arbeitet die Zenerdiode genau wie eine einfaches normale Diode, d.h, gemäß der gezeichneten Poleng werden sämtliche negative Halbwechsel der Eingangsspannung kurzgeschlossen, wobei der Kondensator den Kurzschlußatrom begrenzt. Die positiven Halbwechsel werden im Gegensatz zu einer Normaldiode nicht in voller Höhe gesperrt sondern nur bis zur Höhe der Durchbruchspannung der Zenerdio de.
  • Wenn die Gleichrichterschaltung von ,außen unbelastet bleibt= muB die Zenerdio de imstande sein, die negativen Halbwechsel ganz und die positiven oberhalb der Durchbruchspannung abführen zu können. Ein etwaiger Verbraucher an + und 0 entlastet dagegen die Zenerdiode.
  • Mit Ausnahme der Verluste in der Zenerdiode ist die Schaltung praktisch verlustfrei, da nur die Blindströme des Kondensators kurzgeschlossen werden. Die Schaltung zeichnet sich aus durch größte Einfachue:ru einen guten Wirkungsgrad auch bei beliebig großem Unterschied zwischen Eingangs- und kusgangs-Spannung, durch geringe Wärmeentwicklun;, durch billige Bauteile, durch geringe Abmessungen und durch weitgehende Konstanz der Ausgangsspannung. Sie ermöglicht die Eigenversorgung elektrischer oder elektronischer Geräte auch kleinster Abmessungen mit eigenem Netzgleichrichter. Weitere gute Eigenschaften der Schaltung sind: Spannungs -Störspitzen aus dem Netz werden mit Sicherheit auf die Höhe der Zenerspannung reduziert, sie können also z.B. keinen Transistoren gefährlich werden, und ist sie unempfindlich gegen evtl. äußere Kurzschlüsse, wodurch gleichzeitig Verbraucher bei evtl. inneren Defekten gegen Überlastun geschützt sind.
  • Die vorstehenden Beschreibungen waren grundsätzlich auf die EinweggleichrichtunE ä us"gerichtet. Es lugt nahe, die Gleichrichtungsart mittels Zenerdiode und kapazitivem Vorwiderstand auf die Vollwegschaltungen, auf die Mittelpunkt- und Brückenschaltung, auszudehnen. Wie der Name sagt, benötigt die Mittelpunktschaltung ein Mittenpotential der WechselspannunÜ, das üblicherweise gemäß Bild 5 durch Mittelanzapf am Netztrafo geschaffen wird. Wenn jedoch der Netztrafo eingespart werden muß, wären noch Spannungsteilungen durch 2 Kondensatoren oder durch 2 Widerstände, siehe Bild 6, denkbar. Diese Schaltung mit gleichzeitig eingesetzten Zenerdioden ist jedoch unbrauchbar, weil letztere die Netzspannung nach Überschreitung der Durchbruchspannung kurzschließen. Abgesehen davon ist aber auf den ersten Blick erkennbar, daß die Schaltung weitgehend einer Brückenschaltung gleichkommt, so daß nur eine solche behandelt zu werden braucht.
  • Als bekannt gilt eine Schaltung nach Bild 7. Hierbei wäre zwar denkbar, daß bei entsprechender Dimensionierung des Vorwiderstandes der Netztrafo entbehrlich ist. Bei einer niedrigen gewünschten Ausgangsspannung wären dann. die Verluste und die Wärmeentwicklung derart hoch, daß sie meist untragbar sein würden.
  • Erfindungsgemäß bringt auch hier der kapazitive Vorwiderstandmit der sonst gleichen Brückenschaltung, siehe Bild 8, die großen Verbesserungen, wie sie bei der Einwegschaltung fes ges ellt wurden.
  • Die Glättung der Ausgangsspannung von Bild 4 mittels zusätzlicher Kondensatoren ist erst möglich, wenn diesen eine Drossel oder Widerstand vorgeschaltet ist, weil ohne diese die Wechselspannung direkt abgeleitet werden würde. Ungeglättet hat die Ausgangsspannung etwa die Trapezform nach Bild lo. Die Steilheit der Flanken richtet sich nach dem Grad der Beschneidung der Sinus-Eingangsspannung.
  • Bei der Schaltung nach Bild 8 liegen die Verhältnisse bedeutend günstiger: Die ungeglättete Ausgangsspannung ist schon weitgehend eine glatte Gleichspannung, die nur durch kleine Einschnitte unterbrochen ist, s.-Bild 11. In Bild 8 ist aber ein Anschalten eines zusätzlichen Kondensators an + und O direkt möglich, so daß ggf. auf eine Drossel verzichtet werden kann.
  • Es sei noch darauf hingewiesen, daB die in den Bildern gezeichneten Polungen der Dioden nur als Beispiele zu werten sind. Je nach den Anschlüssen der Dioden an ihren Gehäusen ist ggf. eine Umpolung erforderlich, um sie evtl. auf eine gemeinsame Kühlplatte schrauben ' zu können. Die Polungen sind somit stets -richtig wirkend -auszuführen und bilden keinen Patentanspruch.

Claims (1)

  1. Patentansprüche Schaltung für Einweggleichrichtung einer beliebig kleinen Ausgangs-Gleichspannung aus einer beliebig hohen Eingangs Wechselspannung ohne Netztransformator, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung durch -eine Zenerdiode in Verbindung mit einem kapazitivem Vorwiderstand erfolgt, wobei die elektr. Daten beider Bauteile auf die vorhandene Eingangsspannung und auf die Ausgangs-Spannung und -Strom abgestimmt sind. Schä ltung für Vollweggleichrichtung einer beliebig kleinen Ausgangs-Gleichspannung aus einer beliebig hohen Eingangs Wechselspannung ohne Netztrafo, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung durch eine Brückenschaltung aus 2 Zener- und 2 Normal-Dioden oder aus 4 Zener-Dioden in Verbindung mit einem kapazitiven Vorwiderstand erfolgt, wobei die elektr. Daten der Bauteile auf die vorhandene Eingangsspannung und auf die gevzünschte Ausgangsspannung und -Strom abgestimmt sind.
DE19661563121 1966-07-05 1966-07-05 Gleichrichterschaltungen mit Zenerdioden Pending DE1563121A1 (de)

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DEA0052933 1966-07-05

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DE1563121A1 true DE1563121A1 (de) 1970-01-29

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ID=6938726

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661563121 Pending DE1563121A1 (de) 1966-07-05 1966-07-05 Gleichrichterschaltungen mit Zenerdioden

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DE (1) DE1563121A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013102A1 (de) * 1978-12-29 1980-07-09 Western Electric Company, Incorporated Stromspeisegerät mit konstanter Ausgangsleistung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013102A1 (de) * 1978-12-29 1980-07-09 Western Electric Company, Incorporated Stromspeisegerät mit konstanter Ausgangsleistung

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