- Funzionamento del raddrizzatore a onda intera:
- Con un condensatore da 1uF come filtro:
- Operazioni con condensatore:
- Pratico raddrizzatore a onda intera:
- Funzionamento del circuito:
- Circuito raddrizzatore a onda intera senza filtro:
- Circuito raddrizzatore a onda intera con filtro:
Il processo di conversione della corrente alternata in corrente continua è la rettifica. Qualsiasi alimentatore offline ha il blocco di raddrizzamento che converte la sorgente della presa a muro CA in una CC ad alta tensione o la sorgente della presa a muro CA abbassata in CC a bassa tensione. L'ulteriore processo sarà il filtraggio, la conversione DC-DC e così via. Quindi, in questo articolo discuteremo le operazioni del raddrizzatore a onda intera. Il raddrizzatore a onda intera ha un'efficienza maggiore rispetto a quello del raddrizzatore a semionda.
La rettifica a onda intera può essere eseguita con i seguenti metodi.
- Raddrizzatore a onda intera con presa centrale
- Raddrizzatore a ponte (utilizzando quattro diodi)
Se due rami di un circuito sono collegati da un terzo ramo per formare un anello, la rete è chiamata circuito a ponte. Di questi due il tipo preferibile è il circuito raddrizzatore a ponte che utilizza quattro diodi perché il tipo a due diodi richiede un trasformatore con presa centrale e non affidabile rispetto al tipo a ponte. Il ponte a diodi è disponibile anche in un unico pacchetto. Alcuni degli esempi sono DB102, GBJ1504, KBU1001 e così via.
Il raddrizzatore a ponte supera l'affidabilità del raddrizzatore a semiponte in termini di riduzione del fattore di ondulazione per lo stesso circuito di filtro in uscita. La natura della tensione CA è sinusoidale a una frequenza di 50 / 60Hz. La forma d'onda sarà la seguente.
Funzionamento del raddrizzatore a onda intera:
Consideriamo ora una tensione CA con ampiezza inferiore di 15 Vrms (21 Vpk-pk) e rettifichiamola in tensione CC utilizzando un ponte a diodi. La forma d'onda di alimentazione CA può essere suddivisa in mezzo ciclo positivo e mezzo ciclo negativo. Tutta la tensione, la corrente che misuriamo tramite DMM (Digital Multimeter) è di natura rms. Quindi lo stesso è considerato nella simulazione di Greenpoint di seguito.
Durante il semiciclo positivo i diodi D2 e D3 saranno in conduzione e durante il semiciclo negativo i diodi D4 e D1 saranno in conduzione. Quindi, durante entrambi i semicicli il diodo sarà in conduzione. La forma d'onda in uscita dopo la rettifica sarà la seguente.
Per ridurre il ripple nella forma d'onda o per rendere continua la forma d'onda dobbiamo aggiungere un filtro condensatore in uscita. Il funzionamento del condensatore in parallelo al carico è quello di mantenere una tensione costante in uscita. Pertanto, è possibile ridurre l'ondulazione dell'output.
Con un condensatore da 1uF come filtro:
L'uscita con filtro di 1uF smorza l'onda solo in una certa misura perché la capacità di accumulo di energia di 1uF è inferiore. La forma d'onda sottostante mostra il risultato del filtro.
Poiché il ripple è ancora presente in uscita, controlleremo l'uscita con diversi valori di capacità. La forma d'onda sottostante mostra la riduzione del ripple in base al valore della capacità, ovvero la capacità di immagazzinamento della carica.
Forme d'onda di uscita: verde - 1uF, blu - 4,7uF; Verde senape - 10uF; Verde scuro - 47uF
Operazioni con condensatore:
Durante entrambi i semicicli positivi e negativi, la coppia di diodi sarà in condizione di polarizzazione diretta e il condensatore viene caricato così come il carico viene alimentato. L'intervallo della tensione istantanea al quale l'energia immagazzinata nel condensatore è maggiore della tensione istantanea il condensatore fornisce l'energia immagazzinata in esso.Più è la capacità di immagazzinamento dell'energia, minore è l'ondulazione nella forma d'onda di uscita.
Il fattore di ondulazione può essere calcolato teoricamente da,
Calcoliamolo per qualsiasi valore di condensatore e confrontiamolo con le forme d'onda ottenute sopra.
Carico R = 1kOhm; f = 100Hz; C out = 1uF; I dc = 15mA
Quindi, fattore di ondulazione = 5 volt
La differenza del fattore di ondulazione verrà compensata a valori di condensatore più elevati. L' efficienza del raddrizzatore a onda intera è superiore all'80%, il doppio di quella di un raddrizzatore a semionda.
Pratico raddrizzatore a onda intera:
I componenti utilizzati in un raddrizzatore a ponte sono,
- Trasformatore step-down da 220 V / 15 V CA.
- 1N4007 - Diodi
- Resistenze
- Condensatori
- MIC RB156
Qui, per una tensione rms di 15 V, la tensione di picco sarà fino a 21 V. Quindi i componenti da utilizzare dovrebbero essere classificati a 25V e oltre.
Funzionamento del circuito:
Trasformatore step-down:
Il trasformatore step down è costituito da avvolgimento primario e avvolgimento secondario avvolto su nucleo di ferro laminato. Il numero di turni della primaria sarà maggiore del secondario. Ogni avvolgimento funge da induttori separati. Quando l'avvolgimento primario viene alimentato attraverso una sorgente alternata, l'avvolgimento si eccita e viene generato il flusso. L'avvolgimento secondario subisce il flusso alternato prodotto dall'avvolgimento primario che induce la fem nell'avvolgimento secondario. Questa emf indotta scorre quindi attraverso il circuito esterno collegato. Il rapporto di spire e l'induttanza dell'avvolgimento decide la quantità di flusso generato dal primario e dall'emf indotto nel secondario. Nel trasformatore utilizzato di seguito
L'alimentazione da 230 V CA dalla presa a muro viene ridotta a 15 V CArms utilizzando un trasformatore step-down. L'alimentazione viene quindi applicata attraverso il circuito del raddrizzatore come di seguito.
Circuito raddrizzatore a onda intera senza filtro:
La tensione corrispondente sul carico è 12,43 V perché la tensione di uscita media della forma d'onda discontinua può essere vista nel multimetro digitale.
Circuito raddrizzatore a onda intera con filtro:
Quando il filtro del condensatore viene aggiunto come di seguito,
1. Per C out = 4.7uF, il ripple viene ridotto e quindi la tensione media aumentata a 15.78V
2. Per C out = 10uF, l'ondulazione viene ridotta e quindi la tensione media aumentata a 17,5V
3. Per C out = 47uF, l'ondulazione viene ulteriormente ridotta e quindi la tensione media aumenta a 18,92V
4. Per C out = 100uF, qualsiasi valore di capacità maggiore di questo non avrà molto effetto, quindi dopo questo la forma d'onda è finemente attenuata e quindi l'ondulazione è bassa. La tensione media è aumentata a 19,01 V.
