Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão

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ELETRÔNICA GERAL
DA ELETRÔNICA
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
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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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.
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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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
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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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
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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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.
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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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.
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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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 ondulação na 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
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: PrenticeHall, 1994.
Autor: Clodoaldo Silva – Circuitos retificadores – Versão: 21Abr2006.
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