Circuitos retificadores

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CL U B E D A E L E T R ÔN I C A EL E T R ÔN I C A GE R A L
 
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006. 
 
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Circuitos retificadores com diodos 
 
Introdução 
 
Dentre as principais aplicações do diodo, esta a retificação, ou seja, converter um sinal alternado em 
continuo, isto se faz necessário porque as maiorias dos equipamentos eletrônicos necessitam de 
alimentação contínua. 
 
Retificador de meia onda 
 
Durante o semiciclo positivo da tensão no secundário do transformador o diodo está diretamente polarizado 
e todas as tensões instantâneas acima da barreira de potencial chegam a carga R. No semiciclo negativo o 
diodo estará reversamente polarizado e portanto não conduz. 
 
Veja na figura abaixo o retificador de meia onda e a representação do sinal entregue a carga. 
 
 
Analisando o circuito: 
 
‰ Tensão RMS da rede: 127VAC/60Hz 
‰ Relação de espiras: 10:1 
‰ Tensão limiar do diodo: 0,7V 
‰ Resistor de carga: 10Ω 
 
Calculando a tensão eficaz no secundário do transformador (V2). 
 
V2 ÷ V1 = N2 ÷ N1 
V2 ÷ 127V = 1 ÷ 10 
V2 = 12,7V 
 
Calculando a tensão de pico no secundário (VP). 
 
VP = Vrms . √2 
VP = 12,7V . √2 
VP = 17,96V 
 
Calculando a tensão de pico inversa (PIV) 
 
Durante todo o semiciclo não haverá tensão na carga, ficando toda a tensão fica sobre o diodo. As folhas 
de dados especificam valores máximos para essa tensão, assim o valor de pico inverso do diodo não deve 
ser maior que o especificado. 
 
PIV = VP 
PIV = 17,96 V 
 
Isso significa que, a tensão de pico inversa (PIV) do diodo escolhido deve ser maior que 17,96V. 
 
Calculando a tensão de pico na carga (VP carga). 
 
VP(carga) = VP – VD 
VP(carga) = 17,96V – 0,7V 
VP(carga) = 17,26V 
 
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Calculando o período de ondulação na carga. 
 
Nos retificadores de meia onda a freqüência de saída é a mesma da entrada, isso quer dizer que o período 
também será igual. Uma vez conhecendo a freqüência de entrada podemos calcular o período. 
 
T = 1 ÷ f 
T = 1 ÷ 60Hz 
T = 16,67ms 
 
Calculando a tensão DC na carga (VDC). 
 
A tensão média também é chamada de tensão DC porque é este valor que indicaria um voltímetro ligado à 
carga. 
 
VDC = VP(carga) ÷ π 
VDC = 17,26V ÷ π 
VDC = 5,5V 
 
Calculando a corrente continua, no diodo e na carga (IDC). 
 
A carga esta em série com o diodo portanto a corrente da carga será igual a corrente do diodo. 
 
IDC = VDC ÷ R 
IDC = 5,5V ÷ 10Ω 
IDC = 550m A 
 
Assim a corrente direta máxima do diodo escolhido deve ser maior que 0,55A 
 
Calculando a corrente no primário do transformador (I1). 
 
Para dimensionar o fusível necessitamos da corrente que circula pelo primário do transformador. 
 
I1 ÷ I2 = N2 ÷ N1 
I1 ÷ 0,55A = 1 ÷ 10 
I1 = 55mA 
 
Dimensionando o fusível (IF) 
 
IF = 55mA + 20% 
IF = 66mA. 
 
O acréscimo de 20% é devido a perdas no transformador e possíveis oscilações da rede, que não foram 
levadas em consideração. A finalidade do fusível é proteger o circuito contra curto circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Retificador de onda completa (ponte retificadora) 
 
O retificador de meia onda é pouco eficiente e de elevada ondulação, pois a metade do ciclo não é 
aproveitada. Uma das maneiras de aproveitar os dois semiciclos do sinal de entrada é através de uma 
ponte retificadora. Para facilitar o entendimento analisaremos o circuito em três etapas. 
 
Primeira etapa – O semiciclo positivo 
 
 
Segunda etapa – O semiciclo negativo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Terceira etapa – A corrente entregue à carga. 
 
 
 
Para verificar a vantagem entre um retificador em ponte e um retificador de meia onda, vamos repetir a 
analise com os mesmos dados. 
 
‰ Tensão RMS da rede: 127VAC/60Hz 
‰ Relação de espiras: 10:1 
‰ Tensão limiar do diodo: 0,7V 
‰ Resistor de carga: 10Ω 
 
Calculando a tensão eficaz no secundário do transformador (V2). 
 
V2 ÷ V1 = N2 ÷ N1 
V2 ÷ 127V = 1 ÷ 10 
V2 = 12,7V 
 
Calculando a tensão de pico no secundário (VP). 
 
VP = Vrms . √2 
VP = 12,7V . √2 
VP = 17,96V 
 
Calculando a tensão de pico inversa (PIV) 
 
PIV = VP 
PIV = 17,96 V 
 
Calculando a tensão de pico na carga (VP carga). 
 
Lembre-se que agora a corrente passará por dois diodos, assim haverá duas quedas de 0,7 V, totalizando 
1,4 V. 
 
VP(carga) = VP – 2VD 
VP(carga) = 17,96V – 1,4V 
VP(carga) = 16,56V 
 
 
 
 
 
 
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Calculando o período de ondulação na carga. 
 
Nos retificadores de onda completa freqüência de saída será o dobro da freqüência de entrada, isso quer 
dizer que o período será metade. Uma vez conhecendo a freqüência de entrada podemos calcular o 
período. 
 
T = 1 ÷ f 
T = 1 ÷ 120Hz 
T = 8,33ms 
 
Calculando a tensão DC na carga (VDC). 
 
Usando um voltímetro chegaremos a tensão média ou tensão DC na carga. 
 
VDC = 2VP(carga) ÷ π 
VDC = 2.17,26V ÷ π 
VDC = 11V 
 
Calculando a corrente DC na carga e no diodo (IDC). 
 
IDC(carga) = VDC ÷ R 
IDC(carga) = 11V ÷ 10Ω 
IDC(carga) = 1,1 A 
 
Somente metade do ciclo da corrente é conduzida pelos diodos, isso implica que somente metade da 
corrente drenada pela carga passa pelos diodos. 
 
IDC(diodo) = IDC ÷ 2 
IDC(diodo) = 1,1A ÷ 2 
IDC(diodo) = 0,55 A 
 
Calculando a corrente no primário do transformador (I1). 
 
Para dimensionar o fusível necessitamos da corrente que circula pelo primário do transformador. 
 
I1 ÷ I2 = N2 ÷ N1 
I1 ÷ 1,1A = 1 ÷ 10 
I1 = 110mA 
 
Dimensionando o fusível (IF) 
 
Usando o mesmo critério para o dimensionamento do fusível teremos: 
 
IF = 110mA + 20% 
IF = 132mA. 
 
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Retificador de onda completa (com TAP central) 
 
Também é possível aproveitar o semiciclo 
negativo da tensão da rede, usando somente 
dois diodos, o problema é que necessitamos de 
um transformador com tomada central. 
 
Os transformadores com tomada central (center 
TAP), possuem o enrolamento do secundário 
dividido em duas partes, onde a queda das 
tensões com relação à tomada que une os 
enrolamentos define os tipos de 
transformadores, por exemplo 12V + 12V, ou 
seja 24V no total. Veja ilustração ao lado. 
 
O retificador de com tomada central 
 
Para facilitar o entendimento também analisaremos o circuito em três etapas. 
 
Primeira etapa – O semiciclo positivo em A com relação à CT 
 
Segunda etapa – O semiciclo positivo em B com relação à CT. 
 
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Terceira etapa – A tensão na carga R 
 
 
Analisando o circuito: 
 
‰ Tensão RMS da rede: 127VAC/60Hz 
‰ Transformador 12V + 12V 
‰ Tensão limiar do diodo: 0,7V 
‰ Resistor de carga: 10Ω 
 
Calculando a tensão de pico no secundário (VP). 
 
VP = Vrms . √2 
VP = 12V . √2 
VP = 16,97V 
 
Calculando a tensão de pico inversa (PIV) 
 
PIV = VP 
PIV = 16,96 V 
 
Calculando a tensão de pico na carga (VP carga). 
 
VP(carga) = VP – VD 
VP(carga) = 16,97V – 0,7V 
VP(carga) = 16,27V 
 
Calculando o período de ondulaçãona carga. 
 
T = 1 ÷ f 
T = 1 ÷ 120Hz 
T = 8,33ms 
 
Calculando a tensão DC na carga (VDC). 
 
VDC = 2.VP(carga) ÷ π 
VDC = 2.16,27V ÷ π 
VDC = 10,36V 
 
Calculando a corrente DC no diodo e na carga (IDC). 
 
IDC(carga) = VDC ÷ R 
IDC(carga) = 10,36V ÷ 10Ω 
IDC(carga) = 1,04A 
 
IDC(diodo) = IDC ÷ 2 
IDC(diodo) = 1,04A ÷ 2 
IDC(diodo) = 0,52 A 
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Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006. 
 
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Calculando a corrente no primário do transformador (I1). 
 
V1 ÷ V2 = I2 ÷ I1 
127V ÷ 12V = 1,04A ÷ I1 
I1 = 98,27mA 
 
Dimensionando o fusível (IF) 
 
IF = 98,27mA + 20% 
IF = 117,92mA. 
 
"Entre dois males, escolha sempre o que você ainda não experimentou." 
Autor Desconhecido 
 
www.clubedaeletronica.com.br 
 
Referência bibliográfica: 
 
‰ Malvino, A.P. Eletrônica - volume I. São Paulo: McGraw Hill , 1987. 
‰ Boylestad, R. e Nashelsky, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria dos Circuitos. Rio de Janeiro: Prentice-
Hall, 1994.