Explorando retificadores de onda completa em projetos de circuitos modernos

Retificador de onda completa

Os retificadores de onda completa são componentes importantes na eletrônica e são conhecidos por sua capacidade de fornecer uma tensão média de saída mais alta do que os retificadores de meia onda. Neste artigo, nos aprofundaremos em como funcionam os retificadores de onda completa e discutiremos seus benefícios, diagramas de circuitos, operação durante meios ciclos positivos e negativos, considerações de tensão reversa de pico, fator de ondulação, eficiência e seus prós e contras.

Vantagens dos retificadores de onda completa

Uma das principais vantagens dos retificadores de onda completa é sua capacidade de fornecer uma tensão média de saída mais alta do que os retificadores de meia onda. Usar ambas as metades da forma de onda de entrada duplica efetivamente a tensão de saída, aumentando a eficiência e a utilização de energia. Esse recurso torna os retificadores de onda completa ideais para aplicações CC estáveis ​​e confiáveis.

A figura a seguir mostra o diagrama do circuito de um retificador de onda completa.

Retificador de onda completa em design de circuito moderno

O retificador de onda completa contém diodos D1 e D2, que são conectados à bobina secundária com derivação central de um transformador e a um resistor de carga (RL). Existe uma fonte de corrente alternada na bobina primária do transformador. Observe que apenas metade da tensão secundária total é usada para cada diodo.

Seja V = V.M Seja Sin ωt a tensão senoidal instantânea f=50 Hz que ocorre na bobina secundária. A tensão secundária é dividida em duas metades; metade aparece no diodo D1 em série com RMe o outro aparece através do diodo D2. Isto também está em série com a carga resistiva RM.

Retificador de meia onda

Um retificador de meia onda é um componente eletrônico básico que converte corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). Ao contrário dos retificadores de onda completa, os retificadores de meia onda usam apenas metade da forma de onda de entrada durante a operação. Durante o meio ciclo positivo da entrada CA, ele conduz e permite que a corrente flua em uma direção, enquanto durante o meio ciclo negativo bloqueia a corrente. Como resultado, a saída de um retificador de meia onda é caracterizada por uma tensão CC pulsante, o que o torna menos eficiente e adequado apenas para certas aplicações onde uma alimentação CC contínua e estável não é crucial.

Operação durante meios ciclos positivos e negativos

Retificador de onda completa em design de circuito moderno

Durante o meio ciclo positivo da entrada CA, o terminal A é positivo em relação a B. O diodo D1 é polarizado diretamente, permitindo que a corrente flua através dele, e uma tensão é desenvolvida através do resistor de carga RL.

Durante o semiciclo negativo, a conexão A é negativa em relação a B. O diodo D2 é polarizado diretamente e a corrente flui através do resistor de carga RL.

A corrente retificada flui na mesma direção através de RL durante a condução em um dos dois diodos. Os diodos D1 e D2 conduzem alternadamente e ambas as metades da entrada aparecem na carga. Portanto o circuito funciona como um retificador de onda completa. A tensão de saída DC é positiva para os cátodos comuns dos diodos.

Durante o meio ciclo positivo da entrada CA, o terminal A é positivo para B. Diodo D1 é polarizado na direção direta. A corrente, portanto, flui através do diodo D1, e a tensão surge através do resistor de carga RMSetas sólidas indicam a direção da corrente.

Durante o semiciclo negativo, a conexão A é negativa em comparação com B. O diodo D2 é polarizado na direção direta. Consequentemente, as setas pontilhadas indicam que a corrente flui através do resistor de carga RL.

A corrente retificada flui na mesma direção através de RM enquanto conduz em um dos diodos. Os diodos D1 &D2 conduzem alternadamente e ambas as metades da entrada aparecem acima da carga. Portanto o circuito funciona como um retificador de onda completa. A tensão de saída DC é positiva para os cátodos comuns dos diodos.
As formas de onda da tensão de entrada CA e de saída CC são mostradas na figura acima. A tensão retificada é unidirecional, contínua, mas não constante.

Tensão reversa de pico

Cada diodo em um retificador de onda completa é polarizado alternadamente direta e reversamente. Se o diodo D1 é polarizado diretamente, a tensão através do diodo não condutor D2 é igual à soma da tensão na metade inferior da bobina secundária e da resistência da carga, ou seja, a tensão máxima do diodo VD2 =VM – (-VM) =2VM.

Portanto, a tensão reversa de pico através do diodo não condutor é dada por PIV = 2VM.

fator de ondulação

O fator de ondulação para o retificador de onda completa é dado por:
Fator de ondulação = (valor RMS do componente AC) / (componente DC)
= 0,482

Eficiência de correção

A eficiência do retificador resulta de:
Eficiência do retificador = corrente de saída CC / corrente de entrada CA
=PCorrente direta /Par condicionado ~ 81,2%

Considerações adicionais

Agora vamos explorar alguns aspectos adicionais dos retificadores de onda completa:

Méritos:

  • Comparado a um retificador de meia onda, a tensão de saída é contínua.

Desvantagens:

  • Não é fácil encontrar a derivação central do enrolamento secundário.
  • O diodo utilizado deve ter um PIV alto.
  • A saída CC é baixa porque cada diodo utiliza apenas metade da tensão secundária do transformador.
  • É necessário um transformador com derivação central.

Aplicações de retificadores de onda completa

Retificador de onda completa

Os retificadores de onda completa são utilizados em diversas aplicações devido às suas vantagens e eficiência. Algumas aplicações comuns são:

Suprimentos de energia

Os retificadores de onda completa são uma parte fundamental das fontes de alimentação de dispositivos eletrônicos. Eles convertem a tensão CA de entrada em uma tensão CC estável, necessária para alimentar os circuitos.

Carregando a bateria

Os retificadores de onda completa garantem que a bateria receba uma tensão CC contínua e regulada nos circuitos de carregamento da bateria, permitindo um carregamento eficiente.

Amplificação de áudio

Os retificadores de onda completa convertem sinais de áudio AC em uma tensão de polarização DC, que é necessária para a amplificação adequada em amplificadores de áudio.

Controle motor

Em circuitos de controle de motores, os retificadores de onda completa convertem a tensão CA em uma tensão CC regulada para acionar os motores e controlar sua velocidade.

Conclusão

Os retificadores de onda completa são cruciais para a conversão eficiente de tensão CA em CC e, portanto, são uma parte fundamental de diversas aplicações eletrônicas. Compreender suas funcionalidades, propriedades e aplicações é essencial para quem trabalha com eletrônica de potência. Os retificadores de onda completa continuam essenciais na eletrônica moderna, seja em fontes de alimentação, carregamento de baterias, amplificação de áudio ou controle de motores.

Perguntas frequentes

1. O que é um retificador de onda completa?

Um retificador de onda completa é um circuito eletrônico que converte corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) usando ambas as metades da forma de onda de entrada.

2. Qual é a tensão reversa de pico (PIV) de um retificador de onda completa?

Tensão reversa de pico (PIV) é a tensão máxima experimentada por um diodo não condutor em um retificador de onda completa em tensão reversa. É igual ao dobro da tensão de pico da entrada CA.

3. Onde os retificadores de onda completa são comumente usados?

Os retificadores de onda completa são amplamente utilizados em fontes de alimentação, carregadores de bateria, amplificação de áudio e circuitos de controle de motores devido à sua conversão eficiente de tensão CA em tensão CC estável.

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