Retificadores em fontes lineares e chaveadas, seus tipos e exemplo númerico

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@malu.eng 
 
Os retificadores são circuitos de aplicação utilizados para implementar fontes de tensão. 
 
Nessas aplicações existe uma tensão alternada no circuito e o equipamento que vai ser energizado precisa de 
uma tensão em corrente continua regulada, para que isso funcione é necessário ter um processo de 
transformação da tensão; 
Fonte linear 
1. Colocar um transformador que vai isolar e diminuir a tensão da fonte; 
2. Passar por um circuito retificador que elimina ou rebate o círculo de tensão negativa; 
3. Utilizar um circuito filtro para minimizar a ondulação, normalmente não é o suficiente para circuitos 
sensíveis; 
4. Por fim temos a regulação da tensão com um circuito integrado ou com um diodo zener, e tem-se uma 
tensão em corrente continua regulada; 
 
Fonte chaveada 
1. Um retificador de entrada com um filtro transforma a tensão em continua com uma pequena 
ondulação; 
2. Tem-se a conversão da tensão continua, através de um conversor CC/CA, para uma tensão alternada; 
3. O transformador, que opera em baixa frequência, reduz a tensão da corrente alternada; 
4. Novamente temos um circuito retificador com um filtro, que tem um controle que vai fazer a tensão 
de saída ser continua; 
@malu.eng 
 
 
Observações em relação a utilização dos dois tipos 
❖ Existe uma limitação no uso da fonte linear, já que o transformador atualmente é, por isso é utilizado 
mais em situações especificas onde se precisa de algo sem ruido; 
❖ O custo da eletrônica, como diodos e transistores, vem caindo conforme os anos; 
❖ A fonte chaveada é mais barata pois utiliza um transformador utilizado em baixa frequência, que faz 
seu tamanho diminuir e com isso seu preço abaixa; 
 
Um retificador pode ser utilizado para acionar motores em velocidade variável. Existe essa necessidade porque 
o motor que é fabricado para ser acionado com velocidade variável normalmente é mais barato. 
O acionamento em capacidade variável transforma corrente alternada em corrente alternada, mudando a 
frequência dela. 
Processo de acionamento 
1. Utiliza-se um retificador com filtro para transformar a corrente alternada inicial em uma corrente 
continua. 
2. Tem-se um conversor CC/CA que transforma a corrente continua em corrente alternada. 
 
 
Retificadores de meia onda 
@malu.eng 
 
 
❖ Na saída ele apresenta apenas meia onda, isso quer dizer que a parte negativa é eliminada pelo circuito 
retificador; 
❖ Semicírculo positivo 
 temos a circulação de uma corrente pelo diodo; 
 Seu valor de saída é a tensão de entrada menos o valor da queda de tensão; 
❖ Semicírculo negativo 
 Não condução de corrente pelo diodo; 
 Tensão nula; 
❖ Fórmulas para especificar o circuito 
 Tensão média de saída 
V0,med = 
Vmax − Vf
π
 
 Corrente média no diodo = corrente média de saída 
I0,med = 
V0med
Rcarga
 
 Tensão de bloqueio do diodo = Tensão máxima da rede 
 Frequência de saída = Frequência de entrada 
Retificador de onda completa com ponto central 
 
❖ Para ser implementado ele precisa de um transformador com três enrolamentos, que vai gerar o ponto 
central; 
@malu.eng 
 
❖ Semicírculo positivo 
 Tensão de entrada igual a tensão de saída do transformador; 
 O primeiro diodo está polarizado, com isso a corrente circula pelo primeiro enrolamento não 
passando pela parte de baixo; 
 O circuito de baixo é inativo; 
 Na saída temos exatamente o valor de entrada menos a queda de tensão do diodo 
❖ Semicírculo negativo 
 O diodo que vai polarizar é o inferior; 
 O circuito superior fica inativo; 
 Aparece na saída a tensão de entrada menos o valor da queda de tensão do diodo, com isso 
fica sendo um valor positivo, logo a onda negativa é rebatida para cima; 
❖ Fórmulas para especificar o circuito 
 Tensão média de saída 
V0,med = 2
Vmax − Vf
π
 
 Corrente média no diodo 
Id,med = 
I0med
2
 
 Tensão de bloqueio do diodo 
Vd,bloq = 2V𝑚𝑎𝑥 
 Frequência de saída 
f0 = 2f𝑖𝑛 
Retificador de onda completa em ponte 
 
❖ Mais utilizado, já que ele não necessita de um transformador necessariamente; 
❖ Composto por uma ponte retificador, que é uma associação entre 4 diodos; 
@malu.eng 
 
❖ Semicírculo positivo 
 A corrente segue para o Diodo D1, passa pela carga, e utiliza D4 para chegar na fonte 
novamente; 
 D2 e D3 não estão conduzindo; 
 Na saída temos o valor de entrada menos a tensão de 2 diodos; 
❖ Semicírculo negativo 
 Os diodos conduzindo são D2 e D3; 
 Na saída temos o mesmo valor do semicírculo positivo; 
 Acontece o rebatimento da onda de negativa para positiva; 
❖ Fórmulas para especificar o circuito 
 Tensão média de saída 
V0,med = 2
Vmax − 2Vf
π
 
 Corrente média no diodo 
Id,med = 
I0med
2
 
 Tensão de bloqueio do diodo 
Vd,bloq = V𝑚𝑎𝑥 
 Frequência de saída 
f0 = 2f𝑖𝑛 
Retificador de onda completa em ponta com um filtro 
 
❖ O circuito de filtro é um capacitor; 
❖ A tensão de saída vai ter um formato com uma pequena ondulação chamada de tensão de ondulação 
(Vripple); 
❖ A operação desse circuito funciona da mesma maneira de um retificador de onda completa; 
@malu.eng 
 
❖ O diodo só vai conduzir quando a tensão no capacitor for menor do que a de entrada, pois é nesse 
momento que o capacitor vai estar sendo carregado. 
❖ Quando o capacitor tem uma tensão maior do que a de entrada ele carrega a carga, e o circuito 
contendo os diodos e a fonte são desligados temporariamente até que a entrada tenha uma tensão 
maior novamente; 
❖ Para projetar é necessário saber: 
 O valor do capacitor; 
 Determinar o valor de ondulação; 
❖ Fórmulas utilizadas para projetar: 
 Corrente no capacitor  pode ser aproximada para ser a corrente de saída 
Ic = C
dv
dt
 → I0 = C
∆V
∆t
 → I0 = C
Vripple
f0
 
 Tensão média de saída 
𝑉0,𝑚𝑒𝑑 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 − 2𝑉𝑓 − 
𝑉𝑟𝑖𝑝𝑝𝑙𝑒
2
 
 Cálculo detalhado para encontra a capacitância 
 
 Corrente eficaz no capacitor 
 
 
ω = 2πf0 
 
Para usar esse gráfico precisa ter a 
porcentagem de ondulação e diminuir 
isso de 1, com isso você acha o seu 
número em x e depois e só seguir a 
linha em y para encontra o valor de 
ωRC. 
Assim como o gráfico acima é 
necessário fazer uma relação de x 
e y. 
@malu.eng 
 
Uma fonte de tensão alternada de 36 V/60 Hz deve ser retificada, fornecendo um valor CC para uma carga 
com consumo de 150 W. Projetar um retificador em ponte, com ondulação de 8%. Determinar o valor médio 
da tensão valor do capacitor e sua corrente eficaz. Realizar a simulação e verificar valores de ondulação e 
corrente eficaz. 
1º Tensão de ondulação (Vripple) 
𝑉𝑟𝑖𝑝𝑝𝑙𝑒 = (𝑉𝑚𝑎𝑥 − 2𝑉𝑓) ∙ 𝑜𝑛𝑑𝑢𝑙𝑎çã𝑜 → 𝑉𝑟𝑖𝑝𝑝𝑙𝑒 = (36√2 − 2 ∙ 0,7) ∙ 0,08 → 𝑉𝑟𝑖𝑝𝑝𝑙𝑒 = 3,96 𝑉 
2º Tensão média de saída 
𝑉𝑜,𝑚𝑒𝑑 = (𝑉𝑚𝑎𝑥 − 2𝑉𝑓) − 
𝑉𝑟𝑖𝑝𝑝𝑙𝑒
2
 → 𝑉𝑜,𝑚𝑒𝑑 = (36√2 − 2 ∙ 0,7) − 
3,96
2
→ 𝑉𝑜,𝑚𝑒𝑑 = 47,5 𝑉 
3º Resistência de carga 
𝑅 = 
𝑉𝑜,𝑚𝑒𝑑
2
𝑃
 → 𝑅 = 
47,52
150
 → 𝑅 = 15 Ω 
4º Capacitância usando a relação com a porcentagem de ondulação 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 = 𝜔𝑅𝐶 → 𝐶 = 
32
2𝜋 ∙ 60 ∙ 15
 → 𝐶 = 5600 𝜇𝐹 
5º Corrente eficaz 
 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑜 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 = 
𝑅 ∙ 𝐼𝐶𝑒𝑓
𝑉𝑝𝑘
→ 𝐼𝐶𝑒𝑓 =
2,8 ∙ (36√2 − 2 ∙ 0,7)
15
→ 𝐼𝐶𝑒𝑓 = 9,2 𝐴