355572-01_-_Retificadores

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RN
Eletrônica Analógica
Retificadores de Meia Onda e Onda Completa
Tiago Costa de Araújo
*
Sumário
Revisão
Retificador de meia-onda
Circuitos retificadores de onda completa
Retificador monofásico de onda completa com derivação central
Circuito e funcionamento
Retificador monofásico de onda completa com ponte de diodo
Circuito e Funcionamento
Análise do sinal retificado
Aplicação de filtros aos retificadores.
*
Revisão
Retificador monofásico de meia-onda
Circuito mais simples;
A tensão na carga existe apenas meio-período;
Pouco utilizado por ter baixo rendimento;
*
Retificadores monofásicos de Onda Completa
Por que utilizá-los?
Alimentar dispositivos que necessitam de corrente contínua através da tensão da rede doméstica;
Maior tensão eficaz com relação ao de meia-onda, por consequência, possui maior rendimento;
Permite a obtenção de uma tensão contínua mais pura através da utilização de filtros;
Onde são encontrados?
Carregadores de celular, fontes de computadores, aparelhos eletrônicos em geral, etc.
*
1. Retificador com derivação central
Circuito
*
1. Retificador com derivação central
Funcionamento
Semiciclo positivo da tensão de entrada
1:2
*
1. Retificador com derivação central
Funcionamento
Semiciclo positivo da tensão de entrada
D1 está diretamente polarizado e está conduzindo;
D2 está inversamente polarizado e está cortado;
*
1. Retificador com derivação central
Funcionamento
Semiciclo negativo da tensão de entrada
1:2
*
1. Retificador com derivação central
Funcionamento
Semiciclo negativo da tensão de entrada
D1 está inversamente polarizado e está cortado;
D2 está diretamente polarizado e está conduzindo;
*
1. Retificador com derivação central
Considerações
A tensão de pico na carga sempre será igual à metade da tensão no secundário do transformador.
Numa análise real, consideramos a queda de tensão no diodo uma vez por semiciclo, pois a corrente percorre apenas um diodo por percurso.
*
2. Retificador com ponte de diodos
Circuito
Representação convencional
D1
D2
D4
D3
*
2. Retificador com ponte de diodos
Circuito
Representação alternativa
Transformador
1
2
3
4
*
2. Retificador com ponte de diodos
Funcionamento
Semiciclo positivo da tensão de entrada
*
2. Retificador com ponte de diodos
Funcionamento
Semiciclo positivo da tensão de entrada
D1 e D4 estão diretamente polarizados e conduzindo;
D2 e D3 estão inversamente polarizados e cortados;
*
2. Retificador com ponte de diodos
Funcionamento
Semiciclo negativo da tensão de entrada
*
2. Retificador com ponte de diodos
Funcionamento
D1 e D4 estão inversamente polarizados e cortados;
D2 e D3 estão diretamente polarizados e conduzindo;
*
2. Retificador com ponte de diodos
Considerações
A utilização do transformador não é obrigatória, pois o mesmo não faz parte do circuito retificador em si. Porém, quando é utilizado, a ponte de diodos aproveita melhor o trafo, quando comparado ao retificador com ponto central;
Numa análise real, consideramos a queda de tensão no diodo duas vezes por ciclo, pois a corrente percorre dois diodos em cada percurso;
*
3. Análise do sinal retificado
Premissas iniciais
Inicialmente consideremos os diodos ideais. Quando as perdas houverem de ser consideradas, serão aplicadas à tensão de pico;
Considere que o transformador, no caso do retificador com derivação central, tenha uma relação de 1:2. Assim, a tensão de pico na carga é igual à tensão de pico na entrada;
De tal modo, poderemos entender ambas arquiteturas através de um único gráfico.
*
3. Análise do sinal retificado
Gráfico de tensão
*
3. Análise do sinal retificado
Tensão na Carga:
Fator de Ripple:
*
3. Análise do sinal retificado
Corrente na carga:
Potência na carga:
*
3. Análise do sinal retificado
Exemplo 1
Seja uma tensão senoidal retificada com tensão de pico de 150 V.
Uma resistência de carga de 100 ohms.
Considerar os diodos ideais.
DETERMINAR
A tensão média e eficaz na carga;
A corrente eficaz na carga;
A potência dissipada na carga;
*
3. Análise do sinal retificado
Determinar a tensão média e eficaz na carga
*
3. Análise do sinal retificado
Determinar a corrente eficaz na carga
*
3. Análise do sinal retificado
Determinar a potência dissipada na carga
*
3. Análise do sinal retificado
Desvantagens destes retificadores
Tensão CC ainda é impura, pulsante, inadequado para dispositivos eletrônicos mais sensíveis.
Eficiência pode ser maior;
Como contornar isto?
Aplicação do filtro ao circuito de retificação.
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Premissas iniciais
Quando aplicados aos retificadores de onda completa, elevam sua tensão eficaz, e reduzem o fator de ripple, obtendo-se uma tensão CC muito mais pura.
Podem ser simples, desde um capacitor em paralelo, até um algo mais elaborado, como um circuito LC-π.
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Circuito com capacitor paralelo
Derivação central
Ponte de diodo
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Forma de onda
td: Tempo de descarga do capacitor
tc: Tempo de carga do capacitor
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Análise do Ripple (ou variação de tensão)
f é a frequência do sinal da fonte
R é a resistência da carga
C é o capacitor do circuito
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Determinação do capacitor
Para pequenas oscilações
f é a frequência da fonte;
Vp é a tensão de pico na saída do retificador;
Vripple é a tensão de ondulação desejada (Vmax-Vmin)
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Tensão média
*
4. Aplicação de filtros aos retificadores
Valor eficaz do sinal retificado
OBS: Quanto menor for o Ripple, maior será a tensão média e eficaz do retificador. Portanto, para obter-se este efeito, é recomendada a utilização de capacitores com grande valores de capacitância.
*
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RN
Eletrônica Analógica
Retificadores de Meia Onda e Onda Completa
Tiago Costa de Araújo