Gleichrichter
Ein Gleichrichter ist ein Gerät, das Gleichstrom aus Wechselstrom oder Drehstrom gewinnt bzw. deren Umwandlung dient. Er zählt neben Wechselrichtern und Umrichtern zu den Stromrichtern und ist häufig in Netzteilen zu finden, um die in einem Transformator gewonnene Niederspannungs-Wechselspannung gleichzurichten.
Eine Gleichrichtung mit einem Gleichrichter dient unter anderem der Versorgung gleichstrombetriebener elektrischer Verbraucher aus dem Wechselstromnetz, der Verbindung weit entfernter Stromnetze oder der Kopplung nicht synchroner Stromnetze über Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) sowie Messzwecken oder der Anwendung in der Nachrichtentechnik.
Damit Gleichrichter funktionieren, werden meist Halbleiterdioden verwendet. Die Dioden lassen elektrischen Strom in einer Richtung durch, sperren ihn allerdings in der anderen Richtung ab. Dadurch entsteht eine Gleichspannung mit zeitlich schwankender Höhe (pulsierend), die üblicherweise mit einem zusätzlichen Glättungskondensator zeitlich geglättet wird. Wechselanteile durch verbleibende Halbwellen werden bedämpft.
Die Gleichrichtung mit Halbleiterdioden erfolgt meist ungesteuert. Durch Phasenanschnittsteuerung erlauben aktive Teile aber auch eine gesteuerte Gleichrichtung. Beispielsweise in der Hochspannungstechnik werden gesteuerte Gleichrichter mit Thyristoren anstelle von Dioden verwendet. Erst wenn diese von einer Steuerspannung hierzu veranlasst wurden, erfolgt der eigentliche Stromfluss. Auch Dioden, die auf Vakuumröhren basieren, können in Gleichrichtern verwendet werden, allerdings ist diese Variante mittlerweile veraltet.
Da an den verwendeten Halbleiterdioden ein Spannungsabfall auftritt, geht die Gleichrichtung immer auch mit einem Verlust eines Teils der elektrischen Energie einher. Der Wirkungsgrad von Gleichrichtern liegt bei höheren Spannungen dennoch meist weit über 90 % und ist daher in der Regel recht hoch. Feldeffekttransistoren, sogenannte MOSFETs, können bei Geräten für geringe Spannungen den Spannungsabfall stark reduzieren, wenn sie anstelle von Dioden im Gleichrichter zum Einsatz kommen. Aufgrund der geringeren Durchlassspannung gewährleisten sie somit eine höhere Effizienz.