Elenco degli argomenti
- Rettifica e raddrizzatore
- Tipi di raddrizzatore
- Raddrizzatore a ponte
- Schema e circuito del raddrizzatore a ponte
- Funzionamento di un raddrizzatore a ponte
- Differenze tra Bridge Rectifier e Full Wave Rectifier
- Problemi matematici
Rettifica
Rettifica: il processo attraverso il quale la tensione CA viene convertita in tensione CC è noto come rettifica. Il raddrizzatore è il dispositivo elettronico per eseguire la rettifica
Tipi di raddrizzatori
I raddrizzatori sono principalmente tre tipi. Sono -
- Raddrizzatori a semionda (HWR)
- Raddrizzatori a onda intera (FWR)
- Raddrizzatore a ponte (BR)
Raddrizzatori a ponte
I raddrizzatori a ponte sono tipi di raddrizzatori che convertono CA in CC, ovvero corrente alternata in corrente continua. Questo tipo di raddrizzatore consente a entrambe le metà della tensione di ingresso CA di passare attraverso il circuito. Sono necessari quattro diodi per realizzare un raddrizzatore a ponte.
Raddrizzatori a ponte funzionanti e circuiti
Un raddrizzatore a ponte è mostrato nel circuito sottostante.
La rettifica a onda intera può essere implementata anche con l'aiuto di un raddrizzatore, che comprende quattro diodi. Come mostrato nel circuito, due diodi dei bracci opposti conducono corrente simultaneamente mentre gli altri due diodi rimangono nello stato OFF. Per ora, la corrente scorre attraverso i diodi D1 e D3 ma nessuna corrente scorre attraverso i diodi D2 e D4. Ciò accade a causa della polarità istantanea degli avvolgimenti secondari del trasformatore. Una corrente I passa quindi attraverso la resistenza di carico RL nella direzione mostrata.
Ora arriva la prossima metà del ciclo. Questa volta la polarità del trasformatore cambia. La corrente scorre attraverso il diodo D2 e il diodo D4 e nessuna corrente scorre attraverso i diodi D1 e D3. La direzione del flusso di corrente rimane la stessa della metà precedente del ciclo.
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Formula ed equazioni del raddrizzatore a ponte
Dal circuito raddrizzatore a ponte standard,
Vi è la tensione di ingresso; Vb è la tensione del diodo, rd è la resistenza dinamica, R è la resistenza di carico, Vo è la tensione di uscita.
Tensione media O / p:
Vo = VmSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π
Vav = 1 / π * ∫02πVo d (ωt)
Oppure, Vav = 1 / π * ∫02πVmSinωt d (ωt)
Oppure, Vav = (Vm/ π) [- Cosωt]0π
Oppure, Vav = (Vm / π) * [- (- 1) - (- (1))]
Oppure, Vav = (Vm/ ) * 2
Oppure, Vav = 2 V.m / π = 0.64 Vm
La corrente di carico media (I.av) = 2 * Im/ π
Il valore RMS (Root Means Square) della corrente:
Irms = [1 / π * ∫ 0 2π I2 d (ωt)]1/2
Io = iomSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π
O iorms = [1 / π * ∫ 0 2π Im2 Peccato2ωt d (ωt)]1/2
O iorms = [iom2/ π * ∫ 0 2π Peccato2ωt d (ωt)]1/2
Ora, peccato2ωt = ½ (1 - Cos2ωt)
O iorms = [iom2/ π * ∫ 0 2π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]1/2
O iorms = [iom2/ 2] ½ O iorms = Im/ √2
La tensione RMS = Vrms = Vm/ √2.
Il significato del valore RMS è che è equivalente a DC Value.
A condizione che il valore RMS sia ≤ valore di picco
Tensione inversa di picco (PIV):
La tensione inversa di picco o PIV è indicata come la tensione massima consentita che può essere applicata a un diodo prima della sua rottura.
La tensione inversa di picco di un raddrizzatore a ponte è calcolata come PIV> = Vm
L'applicazione di una tensione maggiore della tensione inversa di picco danneggerà il diodo e avrà effetto su altri elementi del circuito se associati.
Grafico del raddrizzatore a ponte
Il grafico seguente mostra il segnale di uscita in ingresso di un raddrizzatore a ponte. È lo stesso del Bridge Rectifier.
Fattore di forma
I Fattore di forma di un raddrizzatore a ponte è uguale a un raddrizzatore a onda intera ed è definito come il rapporto tra il valore RMS (Root Means Square) della tensione di carico e il valore medio della tensione di carico.
Fattore di forma = Vrms /Vav
Vrms = Vm/2
Vav = Vm /
Fattore di forma = (Vm/ √2) / (2 * Vm/ π) = π / 2√2 = 1.11
Quindi possiamo scrivere Vrms = 1.11 * Vav.
Fattore di ondulazione
Fattore di ondulazione di un ponte raddrizzatore è la percentuale della componente in Corrente Alternata presente in uscita dal ponte raddrizzatore.
La 'γ' rappresenta il fattore di ondulazione.
Io = Iac I +dc
O ioac = Io - Idc
O ioac = [1 / (2π) * ∫02π(I-Idc)2d (ωt)]1/2
O ioac = [iorms2 I +dc2- 2 Idc2] 1/2
O ioac = [iorms2 - Idc2] 1/2
Quindi, fattore di ondulazione,
= iorms2 - Idc2 / Idc2
oppure γ = [(Irms2 - Idc2) - 1] 1/2
γFWR = 0.482
Fattore di utilizzo del trasformatore
Il rapporto tra la potenza CC e la potenza CA nominale è noto come Fattore di utilizzo del trasformatore o TUF.
TUF = pdc/ Pac(valutato)
Vs / √2 è la tensione nominale per l'avvolgimento secondario e I.m/ 2 è la corrente che scorre attraverso l'avvolgimento.
Quindi, TUF = Idc2 RL / (vs/ 2) * (iom / 2)
TUF = (2Im/ )2RL / ( IOm2 (Rf +RL) / (2√2) = 2√2 / π 2 * (1 / (1 + Rf/RL))
Se Rf << RL, poi,
TUF = 8 / 2 = 0.812
Più il TUF, migliori sono le prestazioni.
Efficienza del raddrizzatore a ponte
Efficienza del raddrizzatore a ponte è definito come il rapporto tra la potenza CC fornita al carico e la potenza CA in ingresso. È rappresentato dal simbolo - η
= Pcaricare / Pin * 100
oppure η = Idc2 * R / Irms2 * R, come P = VI, & V = IR
Adesso iorms = Im/ √2 e iodc = 2 * Im/ π
Quindi, η = (4Im2/2) / (IOm2/ 2)
= 8 / π2 * 100% = 81.2%
L'efficienza di un circuito raddrizzatore a ponte ideale è = 81.2%
Specifica la differenza tra il ponte e il raddrizzatore a onda intera
| Oggetto di confronto | Raddrizzatore a ponte | Raddrizzatore a onda intera |
| Numero di diodi utilizzati | Vengono utilizzati quattro diodi | Vengono utilizzati due diodi |
| Flusso di corrente | La corrente scorre nel circuito solo per la metà positiva del ciclo di ingresso. | La corrente scorre nel circuito per tutta la metà del ciclo di ingresso. |
| Trasformatore richiesto | Qualsiasi piccolo dimettersi or trasformatore elevatore | I trasformatori a presa centrale sono il centro richiesto per i raddrizzatori a onda intera. Necessita anche di un trasformatore più sovradimensionato rispetto a un raddrizzatore a ponte. |
| Tensione inversa di picco | Per un raddrizzatore a ponte, la tensione inversa di picco è la tensione massima attraverso l'avvolgimento secondario del trasformatore. | Per il raddrizzatore a onda intera, la tensione inversa di picco di ciascun diodo è il doppio della tensione massima tra la presa centrale e qualsiasi altra estremità dell'avvolgimento secondario del trasformatore. |
| Disponibilità | Un raddrizzatore a onde a ponte è disponibile sul mercato in un unico pacchetto. | I raddrizzatori a onda intera già pronti non sono disponibili sul mercato. |
| Costo | Più economico dei raddrizzatori a onda intera. | Più costoso del raddrizzatore a ponte. |
| Fattori di utilizzo del trasformatore | Il fattore di utilizzo del trasformatore è 0.812 | Per un trasformatore a onda intera, TUF è = 0.693 |
| Efficienza per basse tensioni | La corrente scorre attraverso due diodi in serie in un raddrizzatore a ponte e un'immensa potenza si dissipa nei diodi. Quindi l'efficienza è inferiore in condizioni di bassa tensione. | Non vi è alcun effetto del genere sui raddrizzatori a onda intera. L'efficienza è più in queste condizioni che in un raddrizzatore a ponte. |
Alcuni problemi con i raddrizzatori a ponte
1. Un raddrizzatore a ponte ha un carico di 1 kilo-ohm. La tensione CA applicata è 220 V (valore RMS). Se le resistenze interne dei diodi vengono trascurate, quale sarà la tensione di ondulazione attraverso la resistenza di carico?
un. 0.542 V
b. 0.585 V
c. 0.919 V
d. 0.945 V
La tensione di ondulazione è = γ * Vdc / 100
Vdc = 0.636 * Vrms * √2 = 0.636 * 220 * √2 = 198 V.
Il fattore di ondulazione di un raddrizzatore a onda intera ideale è 0.482
Da qui la tensione di ondulazione = 0.482 * 198/100 = 0.945 V.
2. Se la tensione di picco di un circuito raddrizzatore a ponte è 10 V e il diodo è un diodo al silicio, quale sarà la tensione inversa di picco sul diodo?
La tensione inversa di picco è un parametro importante definito come la tensione di polarizzazione inversa massima applicata attraverso il diodo prima di entrare nella regione di rottura. Se la tensione nominale inversa di picco è inferiore al valore, potrebbe verificarsi un guasto. Per un raddrizzatore a onda intera, la tensione inversa di picco del diodo è uguale alla tensione di picco = Vm. Quindi, tensione inversa di picco = 5 volt.
3. Un ingresso di 100Sin 100 πt volt viene applicato a un raddrizzatore a onda intera. Qual è la frequenza di ondulazione in uscita?
V = VmSinωt
Qui, ω = 100
La frequenza è data come - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.
Pertanto, la frequenza di uscita = 50 * 2 = 100 Hz.
4. Qual è l'applicazione principale di un raddrizzatore? Quale dispositivo fa l'operazione opposta?
Un raddrizzatore trasforma la tensione CA in tensione CC. Un oscillatore converte una tensione CC in tensione CA.
5. Per un raddrizzatore a ponte, la tensione di ingresso applicata è 20Sin100 π t. Quale sarà la tensione di uscita media?
Ora sappiamo che, V = VmSinωt
Vm = 20
Quindi, la tensione di uscita = 2Vm / π = 2 * 20 / π = 12.73 volt
La tensione di uscita è = 12.73 volt.
Ciao, sono Sudipta Roy. Ho fatto B. Tech in Elettronica. Sono un appassionato di elettronica e attualmente mi dedico al campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Nutro un vivo interesse nell'esplorazione delle tecnologie moderne come l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico. I miei scritti sono dedicati a fornire dati accurati e aggiornati a tutti gli studenti. Aiutare qualcuno ad acquisire conoscenze mi dà un immenso piacere.
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