Aula 11 - Retificadores Monofásico Não Controlado - Onda Completa em Ponte

Prévia do material em texto

RETIFICADORES MONOFÁSICOS
ONDA COMPLETA EM PONTE
ENG.° EDERSON ZANCHET
2
RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO CONTROLADO – ONDA COMPLETA 
EM PONTE
O conversor CA→CC de onda completa, gera o aproveitamento de todo o periodo
da onda, incluindo o semiciclo negativo que antes sofria ceifamento.
No sistema de retificação de onda completa em ponte necessita-se de quatro
diodos, de acordo com a arranjo apresentado na figura 1, onde ira trabalhar dois à dois
para cada semi-ciclo.
Figura 1 – Arranjo retificador de onda completa em ponte
Fonte: [4]
3
A sequência de funcionamento é apresentada na Figura 2.
RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO CONTROLADO – ONDA COMPLETA 
EM PONTE
Figura 2 – Funcionamento do retificador de onda completa em ponte
Fonte: [4]
4
Para o circuito apresentado na Figura 2 a resposta entre os sinal de entrada e a 
saida é apresentado na Figura 3.
RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO CONTROLADO – ONDA COMPLETA 
EM PONTE
Figura 3 – Comparativo do sinal de entrada e resposta sobre a carga
Fonte: [Autor]
5
Da mesma forma que no retificador de meia onda, pode-se encontrar o valor de
VLMED através da equação:
Onde V2 é a tensão na saída do secundário do transformador. A corrente média
pode ser obtida através:
RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO CONTROLADO – ONDA COMPLETA 
EM PONTE
6
A corrente de pico e tensão reversa de pico:
e
RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO CONTROLADO – ONDA COMPLETA 
EM PONTE
7
RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO CONTROLADO – ONDA COMPLETA 
EM PONTE
EXEMPLO: Considerando o arranjo do retificador monofásico em ponte,
considerando que a tensão no secundário do transformador é de 120V com frequencia
fundamental de 60Hz, alimentando uma carga puramente resistiva de 10,8Ω.
Determine:
8
FILTROS PARA RETIFICADORES
A tensão de saída de um retificador aplicada numa carga é pulsante em vez de
ser estável. No caso do retificador de meia onda, durante um ciclo completo na saída, a
tensão na carga aumenta a partir de zero até um valor de pico e depois diminui de volta
a zero. Esse não é o tipo de tensão cc de que a maioria dos circuitos eletrônicos
necessita.
É necessária uma tensão estável ou constante similar à produzida por uma
bateria. Para obter esse tipo de tensão retificada na carga, precisamos de sistema de
filtro a fim de melhorar o desempenho do retificador.
9
FILTRO CAPACITIVO
O sistema de filtro mais simples aplicado para retificadores é o capacitivo, baseia
seu funcionamento no efeito da carga e descarga do mesmo, com o aproveitamento
desse efeito podemos levar o sinal pulsado proveniente do estágio retificador para um
valor mais próximo de um valor CC puro, com nível de ondulação aceitáveis.
Figura 4 – Arranjo básico para uso de filtro capacitivo
Fonte: [1]
10
FILTRO CAPACITIVO
Como o funcionamento esta atrelado ao tempo de carga/descarga é função direta
da frequencia do sistema, no caso para retificador de onda completa sendo duas vezes
a frequencia fundamental.
Figura 5 – Arranjo básico para uso de filtro capacitivo com retificador em ponte
Fonte: [http://ivairsouza.com/circuitos_retificadores_arquivos/image042.gif]
11
FILTRO CAPACITIVO
A diversos métodos para determinação do tamanho do capacitor, o mais simples e
aplicado é expresso pelas equações
Figura 6 – Comportamento da tensão sobre a carga
Fonte: [http://ivairsouza.com/circuitos_retificadores_arquivos/image047.gif]
12
FILTRO CAPACITIVO
Vond é a tensão de ondulação ou de ripple na saída. Quanto menor Vond, mais
próxima de uma tensão contínua será a tensão de saída. IL é a corrente em RL , f é a
freqüência de ondulação na saída e é igual a 120 Hz para onda completa. C é o valor
do capacitor em FARAD. ( 2200 μF = 2200 . 10--6 F)
Se Vond tende a zero, a tensão de saída tende ao valor de pico. VCC = VP para Vond
= 0V. Sem RL, a corrente IL será 0A, o capacitor não descarregará e tem-se Vond = 0V.
Figura 7 – Tensão de Ondulação
Fonte: [http://ivairsouza.com/circuitos_retificadores_arquivos/image047.gif]
13
EXERCÍCIOS
1. Seja o retificador de meia onda monofásico não controlado onda completa em ponte
alimentando carga resistiva pura com R=15Ω, tensão de pico da fonte Vp=180V, 50Hz.
Calcular (a) tensão média na carga, (b) corrente média na carga, (c) corrente eficaz na carga;
(d) potência transferida para o resistor (e) Filtro capacitivo para uma tensão de ondulação de
2,5%.
2. Como a grande gama de equipamentos disponíveis utilizam eletrônica embargada torna-se
indispensável a conversão do sinal CA→CC. Em uma clinica olhos o centro cirúrgico possui
um sistema a base de laser para tratamento de cataratas, esse equipamento opera como
tensão CC de 32V e drena uma corrente de 6,4A, sabendo que a clinica dispõe de tensão de
220VCA com 60HZ, projete uma fonte para conversão do sinal alternado de uma fonte de
tensão CC que forneça 32VCC e garanta uma oscilação máxima de 1% na tensão de saída e
deve conter também sistema de sinalização que indique o funcionamento da mesma.
Especifique os componentes, apresente o diagrama eletrônico da fonte, bem como os cálculos
necessários para seu funcionamento.
14
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. Vol. I - 4.ª; Ed. Makron Books: São Paulo, 1995.
[2] BOYLESTAD, R. L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos; Ed. Prentice Hall: São
Paulo, 2004.
[3] BERTOLI, Roberto Angelo. Eletrônica; UNICAMP, 2000.
[4] BARBI, Ivo, Eletrônica de Potência – 7ª edição, Ed. Do autor: Florianópolis, 2012.
15
EDERSON ZANCHET
Mestrando em Engenharia Elétrica e Informática Industrial - UTFPR
Engenheiro de Controle e Automação - FAG
Departamento de Engenharia – FAG
Docente Disciplina de Medidas Eletromecânicas
ederson.zt@gmail.com
ezanchet@fag.edu.br
www.fag.edu/professores/ederson