Kostengünstige Gleichrichterschaltung - Gleichrichterschaltung mit nur zwei Halbleiterschaltern
Ref.-Nr. 6964
Keywords: Gleichrichter, Pulsgleichrichterschaltung, AC-DC Wandler
Überlicherweise stellt das Stromnetz Wechsel- oder Drehstrom zur Verfügung. Im Zuge der Energiewende muss dieser jedoch in eine einstellbare und galvanisch getrennte Gleichspannung umgewandelt werden – etwa für Anwendungen wie die Elektrolyse, das Laden von Batterien oder LED-Beleuchtungen. Dabei kommt eine Vielzahl von Gleichrichterschaltungen zum Einsatz: Je nach Schaltung werden bis zu 14 oder mehr abschaltbare Halbleiterschalter verwendet, was die Kosten erheblich in die Höhe treibt.
Nicht so dagegen eine Erfindung aus das der Hochschule Bielefeld: Sie kommt mit nur zwei abschaltbaren Halbleiterschaltern aus. In einem Pulsgleichrichter kann sie dennoch eine galvanisch getrennte Ausgangsgleichspannung mit wählbarer Höhe zur Verfügung stellen. Die Gleichrichterschaltung besteht aus drei Transformatoren mit geteilten primärseitigen Wicklungen, pro Phase einem sekundären Teil, zwei primärseitigen Schaltern sowie drei sekundärseitigen Schaltern. Die primärseitigen Schalter werden abwechselnd geschaltet, die primärseitige Schaltfrequenz ist größer als die Netzfrequenz. Die sekundärseitigen Schalter werden mit einer Frequenz geschaltet, die höher ist als die primärseitige Schaltfrequenz. Die sekundärseitigen Schalter werden mit je einer Induktivität und je einer Diode sowie einer gemeinsamen Kapazität als Hochsetzsteller zusammengeschaltet (siehe Abblldung). Weitere Vorteile der Schaltung sind die kostengünstigen und leichten Transformatoren sowie ein hoher Wirkungsgrad.
Vorteile
- kostengünstig
- hoher Wirkungsgrad
- Gewichtsersparnis
- robustes und stabiles Schaltungskonzept
- einfacher Schaltungsaufbau
Kommerzielle Anwendung
Gleichrichter werden in der Elektrotechnik und Elektronik zur Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung verwendet und in vielen kommerziellen Anwendungen eingesetzt , z. B. beim Batterieladen, der Elektrolyse, der LED-Ansteuerung und der Energieübertragung.
Aktueller Stand
Erste Labormuster wurden erstellt und in der Hochschule Bielefeld vermessen – die Funktionstauglichkeit konnte belegt werden. Eine Anmeldung beim DPMA ist erfolgt. In Auftrag der Hochschule Bielefeld bieten wir die Technologie für Kooperationsvorhaben und für kommerzielle Lizenzen an.
Technologie-Reifegrad
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Versuchsaufbau im Labor
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Eine Erfindung der Hochschule Bielefeld.