Raddrizzatore a onda intera: 9 fatti che dovresti sapere!

Rettifica

La rettifica è il processo elettrico per convertire una corrente (o tensione) alternata in corrente (o tensione) continua.

A raddrizzatore è un dispositivo che ha una bassa resistenza alla corrente in una direzione e una maggiore resistenza in un altro ordine.

Tipi di raddrizzatore

I raddrizzatori possono essere classificati in tre tipi:

1. Raddrizzatore a mezza onda
2. Raddrizzatore a onda intera
3. Raddrizzatore a ponte

Raddrizzatore a onda intera

I raddrizzatori a onda intera sono tipi di raddrizzatori che convertono la corrente alternata in corrente continua in corrente alternata corrente continua. Questo tipo di raddrizzatore consente a entrambe le metà della tensione di ingresso CA di passare attraverso il circuito. Per realizzare un raddrizzatore a onda intera sono necessari due diodi.

Circuito e funzionamento del raddrizzatore a onda intera

Un'ondata piena raddrizzatore è mostrato nel circuito sottostante.

C'è un trasformatore T sul lato di ingresso. Il trasformatore T aumenta o diminuisce la tensione CA fornita sul lato primario. È un trasformatore a presa centrale. Una tensione di ingresso CA di V = nV_oSinwt viene applicato nel circuito. N è il rapporto di rotazione del trasformatore con presa centrale. Due diodi sono collegati al corso. La corrente scorre attraverso un diodo per la prima metà del ciclo e scorre attraverso l'altro diodo per la metà successiva del processo. Ecco come scorre una corrente unidirezionale verso il carico.

Questa è una versione modificata e anche migliorata del raddrizzatore a semionda. Usiamo un trasformatore a presa centrale. Ogni metà del secondario del trasformatore ha un uguale numero di giri; la tensione indotta in ciascuna metà del secondario è uguale nei valori e opposta in fase.

Ora, per ogni istanza del semiciclo di ingresso, il punto A ha una tensione positiva rispetto a O (centro). Il punto inferiore B ha una tensione uguale ma negativa in grandezza (è il centro-trasformatore tappato). Quindi, il diodo D1 conduce corrente e il diodo D2 non appare in questa metà del ciclo. Per la metà successiva del processo, il diodo D1 è polarizzato in modo revere e il diodo D2 è polarizzato in modo diretto. Pertanto, il diodo D1 non conduce la corrente mentre D2 lo fa per questa metà del ciclo di ingresso. La corrente di carico è la somma della corrente proveniente dal diodo D1 e dal diodo D2 da entrambi i cicli di tensione di ingresso.

I diodi D1 e D2 sono identici, quindi il valore medio della corrente di carico per un circuito raddrizzatore a onda intera è il doppio di quello di un raddrizzatore a semionda.

Poiché entrambe le metà del ciclo passano attraverso il circuito, questo è noto come raddrizzatore a semionda. 

Come funziona un trasformatore? Clicca per sapere!

Formula ed equazioni del raddrizzatore a onda intera

Dal circuito,

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:

V_o = V_mSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

V_av = 1 / π * ∫ ₀ ^2π Vo d (peso)

Oppure, V_av = 1/ π*∫ ₀ ^2π VmSinwt d (wt)

Oppure, V_av = (V_m/ π) [- Cosωt]₀^π

Oppure, V_av = (V_m / π) * [- (- 1) - (- (1))]

Oppure, V_av = (V_m/ ) * 2

Oppure, V_av = 2 V._m / π = 0.64 V_m

La corrente di carico media (I._av) viene come = 2 * I_m/ π

Il valore RMS (Root Means Square) della corrente:

I_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2π I²  d (ωt)]^1/2

Io = io_mSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

O io_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2π I_m²  Peccato²ωt d (ωt)]^1/2

O io_rms = [io_m²/ π * ∫ ₀ ^2π Peccato²ωt d (ωt)]^1/2

Ora, peccato²ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

O io_rms = [io_m²/ π * ∫ ₀ ^2π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]^1/2

O io_rms = [io_m²/ 2] ^½   O io_rms = I_m/ √2

La tensione RMS arriva come - V_rms = V_m/ √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 un parametro importante. È definita come la tensione di polarizzazione inversa massima applicata al diodo prima di entrare nella regione Zenner o nella regione di rottura.

Per un raddrizzatore a onda intera. La tensione inversa di picco è data come PIV> = 2V_m

Se, in qualsiasi momento, PIV <V_m, il diodo verrà danneggiato.

La corrente di carico di un circuito raddrizzatore è fluttuante e unidirezionale. L'output è una funzione periodica del tempo. Utilizzando il teorema di Fourier, si può concludere che la corrente di carico ha un valore medio sovrapposto a cui sono presenti correnti sinusoidali aventi frequenze armonicamente correlate. La media della quantità cc della corrente di carico è - I._dc = 1 / 2π * ∫₀^2πI_caricare d (ωt)

Iload è la corrente di carico istantanea al tempo t ed è la tensione sinusoidale della sorgente frequenza angolare. Un valore di Idc più ottimo implica migliori prestazioni del circuito raddrizzatore.

Grafico del raddrizzatore a onda intera

Il diagramma seguente rappresenta il grafico di input e output.

Fattore di forma

Il fattore di forma di un raddrizzatore a onda intera può essere definito come il rapporto RMS (Root Means Square) Valore della tensione di carico rispetto al valore medio della tensione di carico.

Fattore di forma = V_rms /V_av

V_rms = V_m/2

V_av = V_m /

Fattore di forma = (V_m/ √2) / (2 * V_m/ π) = π / 2√2 = 1.11

Quindi, possiamo scrivere, V_rms = 1.11 * _Vav.

Fattore di ondulazione

Il fattore di ondulazione è dato come valore RMS (Root Means Square) del componente CA rispetto al valore medio dell'output. La corrente di uscita è composta da entrambi i componenti AC e DC. Il fattore di ondulazione misura la percentuale di componenti CA presenti nell'uscita rettificata. Il simbolo rappresenta il fattore di ondulazione - γ

I_o = I_ac I +_dc

O io_ac = I_o - I_dc

O io_ac = [1 / (2π) ∫ ₀ ^2π (I-Idc) * (I-Idc) d (ωt) * ^1/2

O io_ac = [io_rms² I +_dc²- 2 I_dc²] 1/2

O io_ac = [io_rms² - I_dc²] 1/2

Quindi, fattore di ondulazione,

= io_rms² - I_dc² / I_dc²

oppure γ = [(I_rms² - I_dc²) - 1] ^1/2

γ_FWR = 0.482

Fattore di utilizzo del trasformatore

Il fattore di utilizzo del trasformatore è definito come il rapporto di potenza CC fornito al carico nominale di potenza CA del trasformatore.

TUF = p_dc/ P_ac(valutato)

Ora, per trovare il fattore di utilizzo del trasformatore, abbiamo bisogno della tensione secondaria nominale. Diciamo che V_s. / √2. La corrente RMS attraverso l'avvolgimento è I._m/ 2.

Quindi, TUF = I_dc² R_L / (v_s/ 2) * (io_m / 2)

TUF = (2I_m/ )²R_L / ( IO_m² (R_f +R_L) / (2√2) = 2√2 / π ² * (1 / (1 + R_f/R_L))

Se R_f << R_L, poi,

TUF = 8 / ² = 0.812

Il fattore di utilizzo medio del trasformatore è pari a =

(0.574 + 0.812) / 2 = 0.693

L'aumento del fattore di utilizzo del trasformatore suggerisce una migliore prestazione del raddrizzatore a onda intera.

Efficienza del raddrizzatore a onda intera

L'efficienza del raddrizzatore a onda intera è definita come il rapporto tra la potenza CC disponibile al carico e la potenza CA in ingresso. È rappresentato dal simbolo - η

= P_caricare / P_in * 100

oppure η = I_dc² * R / I_rms² * R, come P = VI, & V = IR

Adesso io_rms = I_m/ √2 e io_dc = 2 * I_m/ π

Quindi, η = (4I_m²/²) / (IO_m²/ 2)

= 8 / π² * 100% = 81.2%

L'efficienza di un circuito raddrizzatore a onda intera ideale è = 81.2%

Differenza tra raddrizzatore a semionda e onda intera

Problemi con i raddrizzatori a onda intera

1. Un raddrizzatore a onda intera ha un carico di 1 kilo-ohm. La tensione CA applicata è di 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 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 onda intera è 5 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 massima tensione di polarizzazione inversa applicata ai capi del diodo prima di entrare nella regione di rottura. Se la tensione nominale di picco è inferiore al valore, potrebbe verificarsi un guasto. La tensione inversa di picco del diodo è il doppio della tensione di picco = 2Vm -Vd per un raddrizzatore a onda intera. Vd è il tensione di inserzione del diodo. Ora per un diodo al silicio, la tensione di cut-in = 0.7 v. Quindi, la tensione inversa di picco = 2* 5 -0.7 volt = 9.3 volt.

3. Un ingresso di 200Sin 100 πt volt viene applicato a un raddrizzatore a onda intera. Qual è la frequenza di ondulazione in uscita?

V = V_mSinωt

Qui, ω = 100

La frequenza è data come - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.

La frequenza di uscita di una frequenza con presa centrale viene raddoppiata rispetto alla frequenza di ingresso. Quindi 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.

Sudipta Roy

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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