Rauscharme Gleichrichterbrückenschaltung

Juli 2013

Gleichrichter Auch manch einfache Schaltung kann zu unerwarteten Problemen führen. Bei hochempfindlichen Empfängerschaltungen spielt das Rauschen der Betriebsspannung eine entscheidende Rolle. Und es ist kaum zu vermuten, daß Störstrahlungen auch von Gleichrichterbrücken herrühren können, die eigentlich zu den passiven Schaltungen zählen.

Die Eingangswechselspannung ist unter Idealbedingungen rein sinusförmig. Und nach dem Brückengleichrichter sollte die Sinusform jeder Halbwelle erhalten bleiben. Dem ist aber nicht so. In der Ausgangsspannung treten in der Nähe des Nullpunktes Sprünge auf. Die Ursache liegt darin, daß an den Gleichrichtern in Durchlaßrichtung die Flußspannung Uf abfällt. Bei einem Brückengleichrichter liegen immer die beiden gegenüberliegenden Dioden in Reihe. Deshalb muß die Eingangsspannung erst einmal die doppelte Flußspannung 2 x Uf überwinden, bevor der Gleichrichter leitend wird.

Wie wir nun von den Fourierreihen her wissen kann jede nichtsinusförmige Spannung durch eine unendliche Reihe von phasenverschobenen Sinusfunktionen unterschiedlicher Amplitude nachgebildet werden. Das heißt gleichzeitig, daß diese einfache Schaltung Störstrahlung erzeugt.

Gleichzeitig tritt noch ein anderer Effekt auf. Wenn die Flußspannung der Diode erreicht ist, wird sie nicht sofort leitend. Das geschieht erst nach einer gewissen Verzögerungszeit, die vom Diodentyp abhängt. In der Zwischenzeit ist die Eingangsspannung aber bereits ein Stück weiter angestiegen. Auch dies führt zu einer Spannungsspitze, die erst nach dem leitend werden der Dioden wieder zusammenbricht. Dieses Verhalten läßt sich mit einem guten Oszilloskop nachweisen.

Beide Effekte führen zu einer Störstrahlung der Gleichrichterbrücke. Die Größe der Störstrahlung hängt von der Höhe (und damit der Anstiegsgeschwindigkeit) der Eingangsspannung und vom Zeitverhalten der Dioden ab. Sie kann hochempfindliche Geräte wie z.B. Empfängerschaltungen stören.

Wegen der nur einfach auftretenden Flußspannung bei Einweggleichrichtern ist dort dieses Problem nicht ganz so kritisch.

Die Lösung des Problems ist recht einfach. Schalten Sie einfach parallel zu jedem Gleichrichter einen Kondensator von 100 nF.





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