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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Teoria: retificadores. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante Retificadores de diodo semicondutor são usados para converter corrente alternada em corrente contínua. O retificador de meia onda mais simples em um único diodo (Fig. 62) é usado apenas para correntes baixas, altas resistências de carga e baixos requisitos de ondulação da tensão de saída. Sua principal desvantagem é que a corrente retificada direta que flui através do enrolamento secundário do transformador cria uma magnetização permanente do circuito magnético e, portanto, piora seu funcionamento.
Na saída do retificador, um capacitor de óxido de alta capacidade é incluído para suavizar as ondulações. Sem ela, a tensão na saída do retificador teria a forma de meias ondas senoidais, como mostra a Fig. 63 linha tracejada - afinal, o diodo passa apenas uma meia onda positiva de tensão no enrolamento secundário do transformador. Na presença de um capacitor de suavização C1, a tensão de saída será semelhante. mostrado na figura como uma linha sólida. Consiste em uma tensão constante U e uma tensão de ondulação alternada U. A frequência de ondulação é igual à frequência da rede elétrica - 50 Hz, e o período T é de 0,02 s.
A amplitude da ondulação pode ser estimada observando que a descarga do capacitor C1 para a carga (dispositivo alimentado) ocorre de acordo com uma lei exponencial: U = Ume-1 / RC, onde R é a resistência da carga igual à tensão retificada (V) dividido pela corrente consumida (A), e C é a capacitância do capacitor C1 (F). Se a constante de tempo for igual ao produto de RC. mais que T., a relação U = T·In/C é aproximadamente satisfeita. onde In é a corrente de carga. Vemos que as ondulações diminuem com o aumento da resistência de carga do retificador (ou seja, com a diminuição da corrente consumida) e da capacitância do capacitor de suavização. Em casos especiais, são utilizados filtros de suavização mais complexos, contendo um resistor ou indutor conectado em série e um capacitor de suavização adicional. Retificador de onda completa mais perfeito (Fig. 64). O enrolamento secundário do transformador é projetado para o dobro da tensão, mas possui uma derivação do meio, ou seja, consiste, por assim dizer, em dois enrolamentos idênticos (seus inícios são indicados por pontos). Durante uma meia onda de tensão, o diodo VD1 está aberto e durante a outra, VD2. Agora não há magnetização permanente do circuito magnético do transformador, pois as correntes nas metades do enrolamento secundário são direcionadas em direções diferentes e a frequência de ondulação de saída é de 100 Hz, o que permite reduzir aproximadamente pela metade a capacitância do capacitor de suavização C1. As metades do enrolamento secundário também são calculadas para metade da corrente.
Outro tipo de retificador de onda completa é uma ponte (Fig. 65). contendo quatro diodos e apenas um enrolamento secundário. A cada meia onda de tensão alternada, dois diodos são incluídos em diagonais opostas da ponte. Este circuito é mais amplamente utilizado; para tais retificadores, são produzidos conjuntos especiais de quatro diodos conectados em um circuito em ponte. No cálculo do transformador, eles operam com os valores efetivos da tensão nos enrolamentos. A tensão DC no capacitor de suavização do retificador sem carga é igual ao valor de amplitude Um. ou seja, 1.41 vezes mais. Por exemplo, se o enrolamento secundário for projetado para uma tensão de 12 V (2x12 V para o circuito da Fig. 64), a tensão de circuito aberto do retificador será de cerca de 17 V. Sob carga, ela diminui um pouco devido ao queda na resistência direta dos diodos e na resistência dos enrolamentos Os diodos retificadores são caracterizados por corrente direta e tensão reversa permitidas (para diodos D7A, por exemplo, será 0.3 A e 50 V). Para um retificador de meia onda (Fig. 62), a corrente direta do diodo não deve ser inferior à corrente consumida pela carga e a tensão reversa não deve ser inferior a 2UW. Em um retificador de onda completa, dois diodos trabalham alternadamente, de modo que a corrente direta permitida dos diodos pode ser a metade e a tensão reversa é a mesma. No circuito em ponte (Fig. 65), a corrente contínua é igual à metade da retificada e a tensão reversa é Um. Os diodos geralmente são escolhidos com alguma margem de corrente direta e tensão reversa.
Dos outros circuitos retificadores interessantes, deve ser mencionado o circuito de duplicação de tensão (Fig. 66). Ele contém, por assim dizer, dois retificadores de meia onda conectados em paralelo na entrada e em série na saída (o mesmo princípio é usado em multiplicadores de maior multiplicidade). A tensão retificada aqui chega a 2Um, mas são necessários dois capacitores de suavização de capacidade considerável.
Às vezes é necessário um retificador que crie duas tensões da mesma magnitude, mas de polaridade oposta, em relação ao fio comum (para alimentar amplificadores operacionais, alguns UMZCH, etc.). Neste caso, é conveniente combinar dois retificadores conforme o circuito da Fig. 64, mas com os diodos e o capacitor invertidos no segundo retificador. O que acontece neste caso é mostrado na Fig. 67.
Os diodos formaram uma ponte convencional, e os pontos médios do enrolamento secundário e dos capacitores são conectados a um fio comum. Autor: Autor: V.Polyakov
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