Introdução a Retificadores e retificadores a diodo meia onda. Prof. Alceu André Badin

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1 Introdução a etificadores e retificadores a diodo meia onda Prof. Alceu André Badin

2 Conversores CACC ou etificadores Dispositivo usado no processamento de energia que converte uma entrada em corrente alternada (CA) em uma saída em corrente contínua (CC). Pode ser retificador de tensão ou de corrente. Utiliza semicondutores como chaves estáticas; Na maioria das aplicações tem entrada em tensão senoidal; Um dos dispositivos mais utilizados no mundo devido as redes de distribuição em CA e as cargas eletroeletrônicas.

3 etificador Ideal Características: Fator de potência unitário na entrada; Tensão de saída CC, sem ondulações. endimento unitário. Algumas implicações: Forma de onda da corrente de entrada idêntica a de tensão e com mesma fase. Comportamento de carga resistiva vista pela fonte de entrada. Componentes sem perdas. Apresentar dispositivo armazenador de energia.

4 etificador Ideal V ( t) V sin( t) in p V () o t cte FP 1 I in I o I ( t) I sin( t) in p V in etificador IDEA V o I () o t cte P( t) V ( t) I( t) P ( t) I I sin( t) in p p 2 P () o t cte

5 etificador Ideal V in (t) I in (t) t V o (t) I o (t) t I in I o V in etificador IDEA V o P in (t) P o (t)? t t

6 etificador Ideal Para P in (t)=cte: P ( t) V ( t) I ( t) cte in in in V ( t) V sin( t) in p I in () t V p P in sin( t) FP 1 V in (t) I in (t) t X = t P in (t) t

7 etificador Ideal Para P o (t)=cte Estágio de armazenamento de energia P in (t) P o (t) C= t (Ou indutor)

8 etificadores Tipos Direcionalidade Unidirecional Bidirecional Controle de tensão Não controlado Controlado Número de fases Monofásico Trifásico Multifases Isolamento Correção de fator de potência etc

9 etificador meia onda a diodo Carga resistiva v(t) v D Carga indutivaresistiva v D D Com filtro capacitivo D v(t) D 1 v vl v v(t) v D 1 D v(t) C

10 etificador meia onda a diodo Vantagens: Simplicidade. Número de componentes. Custo. Desvantagens: Baixo fator de potência. Compromete a qualidade de energia. Baixo aproveitamento de transformador e possibilidade de saturação devido a corrente assimétrica. Necessidade de filtros maiores em relação ao onda completa. Tensão de saída não controlada.

11 etificador meia onda Considerações e observações para análise: Diodo ideal para o levantamento das formas de onda; O diodo bloqueia com polarização reversa e quando a corrente direta se anula. Determinase o circuito equivalente para cada etapa de operação. Quando as tensões envolvidas são baixas e a tensão direta do diodo (V F ) é relativamente significativa, deve ser considerada na análise. (para tensões de rede é normalmente desconsiderada). Em regime permanente a tensão média no indutor é nula se a corrente oscila entre dois valores fixos. Em regime permanente a corrente média no capacitor é nula se a tensão oscila entre dois valores fixos.

12 etificador meia onda com carga resistiva Carga resistiva v v D D 2 V o t v(t) v v 2 V o t 2 Vo t v D t 2 V o

13 v(t) etificador meia onda com carga indutivaresistiva Carga indutivaresistiva v D D v l v v v v t t v D t

14 v(t) etificador meia onda com carga indutivaresistiva Carga indutivaresistiva v D D v l v v i V sen ( t) = d i ( t) dt 2 ( t) 2 Vo ( t) sen( t ) sen( ) e 2 2 X t/ X arc tg X = I () 1 i 2 i 1 t I () 1

15 v(t) etificador meia onda com carga indutivaresistiva Carga indutivaresistiva v D D v l v v 1 o i 2 Vo ( t) sen( t ) sen( ) e 2 2 X / tg X arc tg X = t/ sen ( ) sen ( ) e o

16 v(t) etificador meia onda com carga indutivaresistiva Carga indutivaresistiva v D D v l v v I 1,4 med I ef 1 2 Vo t/ sen ( t ) sen ( ) e d( t) 2 Z 1 2 Vo t / sen ( t ) sen ( ) e d( t) 2 Z 2 I I ef md Z I 2 V Z I ef o med 2 V o 1,2 1,,8,6,4 I ef I md 2 2 Z X, o 1

17 etificador meia onda com carga indutivaresistiva com diodo de roda livre Carga indutivaresistiva com diodo de roda livre v(t) D 1 D v 2 V o t v 2 V o t t

18 eferências BABI, Ivo. Eletrônica de Potência; 6ª Edição, UFSC, 26. AHMED, Ashfaq. Eletrônica de Potência; Editora: Prentice Hall, 1a edição, 2.