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Aula 03A - Retificadores Monofasicos de Onda Completa

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Retificadores Monofásicos de Onda
Completa
Nikolas Libert
Aula 3A
Eletrônica de Potência ET53B
Tecnologia em Automação Industrial
Retificador com Ponto Médio – Carga Resistiva
Retificador de Onda Completa com
Ponto Médio e Carga Resistiva
 Uso de dois diodos e transformador com derivação
central.
D1
v1(ωt)
+
vE(ωt)
+
vE(ωt)
D2
-
DAELT ● Nikolas Libert ●
+
vS
R
-
iS
2
Retificador com Ponto Médio – Carga Resistiva
Semiciclo Positivo
D1
+
vE1
+
vE2
-
+
Semiciclo Negativo
vS
R
D1
-
iS
D2
O diodo D1 está diretamente
polarizado.
A tensão na saída será positiva
e igual a vE1.
DAELT ● Nikolas Libert ●
+
vE1
+
vE2
-
+
vS
R
-
iS
D2
O diodo D2 está diretamente
polarizado.
A tensão na saída continuará
positiva e será igual a -vE2.
3
Retificador com Ponto Médio – Carga Resistiva
+
vE
+
vE
-
D1
vS
R
iS
+
-
D2
vE(ωt)
vp
π
v Sef =v E =
√2
vp
i Smed =2
πR
i Sef =
R √2
vp
i Dmed =
πR
Tensão e corrente de pico no diodo:
v Dp=2 v p
ωt
ωt
iS
vp/R
Vp
Corrente eficaz e média no diodo:
Vp
i Def =
2R
4π
vp
Tensão e corrente eficaz na carga:
vp
3π
vS
Tensão e corrente média na carga:
vp
v Smed =2 π
2π
ωt
vD2
ωt
vD1
vp
i Dp =
R
2vp
ωt
2vp
DAELT ● Nikolas Libert ●
Retificador com Ponto Médio – Carga Resistiva
 Os diodos devem suportar uma tensão de pico
reversa que equivale ao dobro do pico na carga.
 A tensão média na carga é o dobro que para um
retificador de ½ onda.
 A corrente de pico nos diodos é igual a corrente de
pico na carga, embora a corrente média seja a
metade (apenas um diodo conduz por semiciclo).
 É necessário um transformador com derivação
central.
DAELT ● Nikolas Libert ●
Retificador com Ponto Médio – Carga Indutiva
Retificador de Onda Completa com
Ponto Médio e Carga Indutiva
 Adição de um indutor em série com a resistência de
carga.
D1
v1(ωt)
+
vE(ωt)
+
vE(ωt)
D2
-
DAELT ● Nikolas Libert ●
+
vS
-
vR
R
iS
+
L vL
-
6
Retificador com Ponto Médio – Carga Indutiva
D1
+
vE(ωt)
+
vE(ωt)
D2
-
+
vS
vR
R
iS
vE(ωt)
+
L vL
-
vp
π
2π
-
3π
4π
ωt
vS
vp
Tensão e corrente média na carga:
v Smed =v Rmed +v Lmed =v Rmed +0
vp
vp
v Smed =2 π
i Smed =2
πR
ωt
iS
ωt
vD2
Como no caso sem indutor!
ωt
As correntes eficazes devem mudar:
Cálculo por transformada de fourrier.
vD1
2vp
ωt
2vp
DAELT ● Nikolas Libert ●
Retificador com Ponto Médio – Carga Indutiva
D1
+
vE(ωt)
+
vE(ωt)
D2
-
+
vS
vR
R
iS
-
v Smed
vp
i Sef ≃i Smed =
=2
R
πR
i Sef
vp
i Def ≃ =√ 2
πR
√2
+
L vL
vp
π
-
2π
3π
4π
ωt
vS
vp
Para indutâncias altas
Correntes no circuito:
vE(ωt)
-
iS
ωt
iSmed
iD1
iD2
ωt
ωt
ωt
DAELT ● Nikolas Libert ●
Retificador em Ponte – Carga Resistiva
Retificador de Onda Completa em Ponte
com Carga Resistiva
 Uso de quatro diodos.
 Não há necessidade de transformador.
D1
vE(ωt)
-
D3
DAELT ● Nikolas Libert ●
+
iS
vS
D4
R
+
D2
-
9
Retificador em Ponte – Carga Resistiva
Semiciclo Positivo
D1
vE(ωt)
+
IS
vS
D4
-
Os diodo D1 e D4 estão
diretamente polarizados.
A tensão na saída será positiva
e igual a VE.
DAELT ● Nikolas Libert ●
D1
vE(ωt)
+
D3
-
D2
+
IS
vS
D4
R
D3
-
D2
R
+
Semiciclo Negativo
-
Os diodos D2 e D3 estão
diretamente polarizados.
A tensão na saída continuará
positiva e será igual a -VE.
Retificador em Ponte – Carga Resistiva
D1
D3
D2
+
vp
iS
vS
π
R
vE(ωt)
+
-
vE(ωt)
vp
i Smed =2
πR
√2
i Sef =
ωt
iS
vp/R
Vp
R √2
ωt
VD2,vD3
Corrente eficaz e média no diodo:
Vp
i Def =
2R
vp
i Dmed =
πR
Tensão e corrente de pico no diodo:
v Dp =v p
ωt
vp
Tensão e corrente eficaz na carga:
v Sef =v E =
4π
vS
Tensão e corrente média na carga:
vp
3π
-
D4
vp
v Smed =2 π
2π
ωt
vp
VD1,vD4
vp
i Dp =
R
ωt
vp
DAELT ● Nikolas Libert ●
Retificador em Ponte – Carga Resistiva
vE(ωt)
D1
iS
D4
+
R
D3
vE(ωt)
+
-
D2
vp
π
2π
vS
-
3π
4π
ωt
vS
vp
No retificador em ponte,
a tensão reversa sobre os
diodos será metade da tensão
para o retificador com ponto
médio.
ωt
iS
vp/R
ωt
VD2,vD3
ωt
vp
VD1,vD4
ωt
vp
DAELT ● Nikolas Libert ●
Retificador em Ponte – Carga Indutiva
Retificador de Onda Completa em Ponte
com Carga Indutiva
 Adição de um indutor em série com a resistência de
carga.
D1
+
R
vE(ωt)
+
D3
D2
+
-
vS
D4
DAELT ● Nikolas Libert ●
vR
- iS
+
L vL
-
13
Retificador em Ponte – Carga Indutiva
D1
vE(ωt)
+
-
D2
vS
D4
L
vp
π
IS
2π
3π
4π
ωt
R
D3
+
vE(ωt)
vS
-
vp
Tensão e corrente média na carga:
v Smed =v Rmed +v Lmed =v Rmed +0
vp
vp
v Smed =2 π
i Smed =2
πR
ωt
iS
ωt
VD2,vD3
Como no caso sem indutor!
Mesmas formas de onda do
retificador de ponto médio
ωt
vp
VD1,vD4
Com exceção da tensão reversa
sobre o diodo.
DAELT ● Nikolas Libert ●
ωt
vp
Exercício
25 Ω
+
vE + vD1 - vS
iS
D2
 Calcule, a tensão média e de pico no diodo, iSef e vSef.
 Considerando o indutor, encontre vSmed e iSmed.
DAELT ● Nikolas Libert ●
10mH
127V/60Hz
 Desconsiderando o indutor, esboce as formas de onda vE, vS,
D1
+
iS e vD1.
1:1:1
Referências
 BARBI, Ivo. Eletrônica de Potência, 6ª Edição, Ed. do
Autor, Florianópolis, 2006.
 AHMED, Ashfaq. Eletrônica de Potência, Prentice
Hall, 1ª ed., São Paulo, 2000.
DAELT ● Nikolas Libert ●
16
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