REVISÃO: CONSIDERAÇÕES *Grandeza elétrica de natureza contínua => único sentido da corrente na carga, ou seja, unidirecional. Ex. CC pulsante.

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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA 1 ET74C Profª Elisabete N Moraes AULA 9 RETIFICADOR MONOFÁSICO DE ONDA COMPLETA Curitiba, 14 de setembro de 016. REVISÃO: CONSIDERAÇÕES *Grandeza elétrica de natureza contínua => único sentido da corrente na carga, ou seja, unidirecional. Ex. CC pulsante. tempo *Grandeza elétrica de natureza alternada => há mudança no sentido da corrente elétrica na carga. *Conversor estático: uso de componentes eletrônicos (passivos e ativos) para o tratamento do fluxo da energia elétrica. Fontes de referência: 1Boylestad, seção.8 e cap 19 Ahmed, Ashfaq. Eletrônica de Potência, cap.6. 3Barbi, Ivo. Eletrônica de Potência. 1

2 REVISÃO: VALORES NOTÁVEIS Valor médio = 0 (average av) Para ondas senoidais: V rms V ef Vmax Vmax V ef VOM em CA para medir CC 3 REVISÃO: FUNÇÕES CONVERSORES ESTÁTICOS E 1 retificador v1,f 1 chopper conversor indireto de tensão conversor indireto de frequência ~ ~ ~ ~ E inversor v,f conversor direto de frequência Fonte: Barbi, Ivo 4

3 REVISÃO: DIAGRAMA EM BLOCOS Estrutura convencional de um sistema de retificação : n n 1 U U 1 I I 1 Monofásicos: ½ onda Duplo de meia onda Ponte retificadora Onda completa Em se tratando de equipamentos que operam em CA, o valor NOTÁVEL informado nas especificações é o VALOR EFICAZ (Vef ou Vrms) 5 REVISÃO: ESTRUTURA BÁSICA DE UM CIRCUITO RETIFICADOR concessionária v1 transformador v v1 > v retificador filtro carga 6 3

4 REVISÃO: RETIFICADOR DE MEIA ONDA Região de condução de 0 a T/ Região de condução de T/ a T V RL = V medio = V DC =Vmáx.0,318 diodo ideal V RL = V medio = V DC =(VmáxVT).0,318 modelo simplificado 7 RETIFICAÇÃO ONDA COMPLETA RETIFICADOR de TAPE CENTRAL ou CENTERTAP: = Vo =VR=VDC RETIFICADOR EM PONTE Diodo ideal: V DC =0,636 Vmax 8 4

5 RETIFICADOR DUPL0 DE MEIA ONDA Ou RETIFICADOR de TAPE CENTRAL ou ainda CENTERTAP: Faz uso do transformador com um terceiro terminal no lado secundário denominado de tape central. Ex.: 17V/1515V, 170V/99V SEMICICLO POSITIVO DA SENÓIDE Admitindo modelo ideal do diodo Vs1 VRL Vs 9 SEMICICLO NEGATIVO DUPLO DE MEIA ONDA Período de análise T/ a T Vs1 Vs VRL Mesma polaridade da tensão na carga mesmo sentido da corrente porém pulsada 10 5

6 RESUMO Frequência na carga x da fonte 11 TENSÃO MÉDIA E TENSÃO DE PICO INVERSA Valor médio tensão (VDC) Tensão de Pico Inversa PIV, TPI, TPR Vfonte TPI Vs1 Vcarga Vmedio Vs Diodo ideal: V DC =0,636 Vmax Modelo simplificado: V DC = 0,636 (Vmax VT ) Vdiodo = V TPI =Vs1 Vs TPI >= V max 1 6

7 RETIFICADOR EM PONTE OU PONTE RETIFICADORA Vai para carga Exemplos: i) ii) 13 ANÁLISE DO FUNCIONAMENTO NO INTERVALO DE 0 A T/ a) b) c) d) 14 7

8 FUNCIONAMENTO DE 0 A T/ RETIFICADOR EM PONTE 15 ANÁLISE DO FUNCIONAMENTO NO INTERVALO DE T/ A T Frequência na carga x da fonte 16 8

9 TENSÃO MÉDIA E TENSÃO DE PICO INVERSA TENSÃO MÉDIA Tensão de Pico Inversa Diodo ideal: PIV, TPI, TPR V RL = V medio = V DC = (Vmax)(0,318) V DC = 0,636 Vmax A Modelo simplificado: V RL = V medio = V DC (VmaxVT).0,636 B A B TPI Vmax 17 QUADRO RESUMO Onda Completa Parâmetro Meia Onda TapeCentral=Duplo Meia Onda Ponte Retificadora Número de diodos 1 4 Frequência de saída Freq entrada.freq entrada.freq entrada Tensão Média na Carga V máx /. V máx /. V máx / V DC = V CC (V) Tensão Eficaz na Carga Vef (V) Máxima tensão reversa PIV = TPI = TPR (V) V máx / V máx / V máx / >V máx >. V máx >V máx Ripple Fator de ondulação (%) Capacidade de potência (VA) do transformador em relação à potência contínua na carga. (VA) 3,49 x P DC (primário e secundário) 1,75 x P DC (secundário) 1,3 x P DC (primário) 1,3 x P DC (primário e secundário) 18 9

10 FILTRO CAPACITIVO (BOYLESTAD SEC 19.3) A tensão de saída de um retificador aplicada numa carga é unidirecional e pulsante, porém não é estável. Durante um ciclo completo na saída, a tensão na carga aumenta a partir de zero até um valor de pico e depois diminui de volta a zero. Esse tipo de tensão CC (DC) não é o que a maioria dos circuitos eletrônica precisa. É necessário uma tensão estável ou constante, similar á produzida por uma bateria. Para a obtenção deste tipo de tensão retificada na carga utilizamse filtros. TRANSFOR MADOR RETIFICADOR FILTRO C A R G A CIRCUITO RETIFICADOR 1/ onda Tape central Ponte RL carga 19 FORMA DE ONDA APÓS O FILTRO ½ Onda com filtro capacitivo: Vcarga CARGA DO CAPACITOR DESCARGA DO CAPACITOR tempo Onda completa com filtro capacitivo: Vcarga 0 10

11 TENSÃO DE ONDULAÇÃO (BOYLESTAD CAP 19) Tensão de ondulação: desvio da tensão na carga a partir do seu valor médio. Indica o grau de pureza de uma CC. No caso de uma CC pura, o ripple é zero. Rippple: fator que indica o grau de pureza" de uma CC, ou seja, no caso de uma CC pura, totalmente constante, o ripple é zero. Já conforme maiores forem as variações em torno de um valor qualquer, maior será o ripple e pior a fonte. Vmedio Vripple tensão ripple( rms ) r 100% tensão Vr rms r 100% (1) V Onde: Vr (rms) = valor eficaz da tensão de ondulação (V) VDC= valor médio da tensão (V) 1 MEMORIAL DE CÁLCULO PARA O FILTRO CAPACITIVO vc V r rms I,4I,4V 4 3 fc C R C L I em ma C em μf RL em k () V V m I 4,17I Vm 4 fc C Vm=Vpico I em ma C em μf t (3) Substituindo em 1 a eq., temse: V r(%) V r rms 100,4I CV 100,4 100 R C L 11

12 REGULAÇÃO DE TENSÃO Para avaliar a variação da tensão de saída de uma fonte de tensão, ao longo de uma faixa de operação do circuito, aplicase o conceito de regulação de tensão. tensão sem carga tensão com plena carga Regulação tensão com plena carga VNL V VR V FL FL 100% 3 EXERCÍCIOS (BOYLESTAD) Respostas.18) a) V=6,36V b) V= 6,14V c) V= 63,6V (ideal) = 63,38V (modelo simplificado) Respostas ex. 8: a) 107,04V b) TPI >=170V c) Imaxdiodo=168,3mA d) Pdiodo=74,7mW 4 1

13 EXERCÍCIOS (BOYLESTAD) 3) 6,98V, id=,85ma 5) Vp=155,56V, VDC=49,47V 31) Vp=56,67V, VDC=36,04V 5 13