MII 2.1 MANUTENÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS ANALÓGICOS RETIFICAÇÃO

Transcrição

1 MII 2.1 MANUTENÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS ANALÓGICOS RETIFICAÇÃO

2 Contextualização Retificação Muitos circuitos eletrônicos necessitam de corrente contínua para operar. Porém, as companhias de energia fornecem corrente alternada. Por isso, se faz necessário o uso de um circuito que converta essa corrente alternada em contínua. O processo de conversão de corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) se chama retificação. Como os diodos permitem que a corrente flua em uma só direção, eles podem ser utilizados como retificadores.

3 Tensão de Alimentação em Corrente Alternada (CA) No Brasil, a tensão alternada disponível nas tomadas é padronizada em 127V CA (em alguns casos é 220V CA); A corrente alternada (CA) flui em ambas as direções dentro do condutor (positivo-negativo, negativo-positivo), alternando a polarização dos componentes alimentados (resistores, diodos); O ciclo da entrada CA é dividido em duas partes: o semiciclo positivo e o semiciclo negativo. Semiciclos Positivos Semiciclos Negativos

4 Revisão - Estudo dos diodos Resumo sobre Polarização Devido à característica do diodo de conduzir corrente na polarização direta e conduzir uma corrente ínfima na polarização reversa, isto o torna muito útil. O diodo permite que em um circuito uma corrente seja conduzida apenas em uma determinada direção; É utilizado como chave; MII 2.1 RETIFICAÇÃO Também pode ser utilizado em outras finalidades especiais. É utilizado para converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC); Circuito conversor CA para CC com diodos Corrente Alternada (CA) Corrente Contínua Pulsante (CC)

5 Retificador de Meia Onda Os retificadores de meia onda se comportam da seguinte forma: O exemplo a seguir é um retificador de meia onda que utiliza um diodo polarizado para retificação do semiciclo positivo de uma tensão 120V CA. Anodo 10:1 Catodo Polarização do diodo e carga: O terminal positivo da carga R L é conectado ao Catodo Corrente no sentido CONVENCIONAL Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo Circuito série mesma corrente em todos os componentes Forma de onda gerada a partir do diodo retificador que alimenta a carga do circuito acima Este tipo de onda é denominada Corrente Contínua Pulsante de Meia Onda

6 Retificador de Meia Onda Os retificadores de meia onda se comportam da seguinte forma: O exemplo a seguir é um retificador de meia onda que utiliza um diodo polarizado para retificação do semiciclo negativo de uma tensão CA. Catodo Polarização do diodo e carga: O terminal negativo da carga R L é conectado ao Anodo Corrente no sentido CONVENCIONAL Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo Circuito série mesma corrente em todos os componentes Forma de onda gerada a partir do diodo retificador que alimenta a carga do circuito acima Este tipo de onda é denominada Corrente Contínua Pulsante de Meia Onda

7 Retificador de Onda Completa (transformador com tap central) Os retificadores de onda completa se comportam da seguinte forma: O exemplo a seguir é um retificador de onda completa que utiliza dois diodos conectados ao tap central de um transformador para retificação de uma tensão CA. Este tipo de retificador necessita de um transformador para ser implementado. Como os catodos dos diodos estão virados para o resistor RL, a onda retificada pulsante resultante terá polaridade positiva. O tap central de um transformador é localizado no centro da fiação que corresponde ao enrolamento do secundário que corresponde à metade do valor da tensão de pico na saída do transformador, caso fosse conectado à totalidade de espiras do secundário deste transformador. Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

8 Retificador de Onda Completa (transformador com tap central) Comportamento por semiciclo do retificador de onda completa do exemplo anterior: O semiciclo positivo (AC) é mostrado na figura a seguir. A polaridade induzida no secundário é tal que faz D 1 conduzir. Nota: o catodo do diodo D 1 é conectado ao resistor. Em relação ao retificador de meia onda, o retificador de onda completa pode ser utilizado para alimentar circuitos eletrônicos de potência mais alta. Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

9 Retificador de Onda Completa (transformador com tap central) Comportamento por semiciclo do retificador de onda completa do exemplo anterior: O semiciclo negativo (AC) é mostrado na figura a seguir. A polaridade induzida no secundário é tal que faz D 2 conduzir. Nota: o catodo do diodo D 2 é conectado ao resistor. Este tipo de retificador de onda completa que é conectado a um transformador de entrada com tap central existe em um encapsulamento, por exemplo, TO-220AB Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

10 Retificador de Onda Completa (transformador com tap central) Neste retificador de onda completa, os anodos dos diodos estão virados para o resistor RL, a onda retificada pulsante resultante terá polaridade negativa. O tap central de um transformador é localizado no centro da fiação que corresponde ao enrolamento do secundário que corresponde à metade do valor da tensão de pico na saída do transformador, caso fosse conectado à totalidade de espiras do secundário deste transformador. Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

11 Retificador de Onda Completa (Ponte Retificadora) Em alguns projetos, pode não ser necessário ou não ser desejada a existência de um transformador no projeto do circuito eletrônico a ser alimentado com corrente contínua. O retificador de onda completa necessita de quatro diodos para realizar a conversão de uma corrente alternada em contínua pulsante. Exemplo de encapsulamento para um retificador em ponte Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

12 Retificador de Onda Completa (Ponte Retificadora) No semiciclo positivo da entrada CA, a corrente flui através de D 2, através do resistor R L, depois D 1 e retorna à fonte. Exemplo de encapsulamento para um retificador em ponte Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

13 Retificador de Onda Completa (Ponte Retificadora) No semiciclo negativo da entrada CA, a corrente flui através de D4, através do resistor RL, depois D3 e retorna à fonte. Exemplo de encapsulamento para um retificador em ponte Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

14 RESUMO Diodo PN: diodo mais comum, usado como chave, retificador, etc. Comumente composto de silício Diodo Zener: diodo polarizado reversamente, utilizado para regulação de tensão LED: diodo emissor de luz (light emitting diode), é composto de vários materiais e é utilizado em várias finalidades Varactor ou Varicap: diodo com capacitância ajustável, utilizado como substituto de capacitores ajustáveis (muito caros e delicados) Polarização de um diodo: na polarização direta, a corrente (sentido convencional) flui do anodo para o catodo. Na polarização reversa, em geral a corrente de fuga que ocorre no diodo pode ser considerada desprezível. MII 2.1 RETIFICAÇÃO Corrente Alternada (CA): Energia fornecida pelas concessionárias, padronizada em 127V CA na maioria dos casos, é a principal motivação para uso de retificadores Retificador de meia onda: Circuito geralmente composto de um diodo em série com a carga a ser alimentada, que gera uma onda retificada pulsante que aproveita somente um semiciclo da energia CA fornecida, e por causa desta característica tem baixa potência Retificador de onda completa: circuito composto de uma ponte de diodos conectados à saída de um transformador de entrada conectado à energia CA fornecida, e converte todos os semiciclos alternados para uma onda retificada pulsante - maior potência

15 REFERÊNCIAS [1] ALVES CRUZ, Eduardo Cesar; CHOUERI JR., Salomão. Eletrônica Aplicada. Érica, São Paulo [2] BOYLESTAD. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. Prentice Hall do Brasil, Rio de Janeiro