O que é um Retificador? Tipos de Retificadores e seu Funcionamento

Diferentes Tipos de Retificadores – Funcionamento e Aplicações

Em electrónica, o circuito Retificador é o circuito mais utilizado porque quase todos os aparelhos electrónicos funcionam em corrente contínua (DC) mas a disponibilidade das fontes DC é limitada, tais como tomadas eléctricas nas nossas casas fornecem corrente alternada (AC). O retificador é o candidato perfeito para este trabalho nas indústrias & Casa para converter AC em DC. Até os nossos carregadores de telemóveis utilizam rectificadores para converter a CA das nossas tomadas domésticas para CC. Diferentes tipos de retificadores são usados para aplicações específicas.

Temos principalmente dois tipos de tensão presentes que são amplamente utilizados hoje em dia. São tipos de tensão alternada e direta. Estes tipos de tensão podem ser convertidos de um tipo para outro utilizando circuitos especiais concebidos para essa conversão em particular. Estas conversões acontecem em toda parte.

Nossa fonte principal que obtemos das redes de energia são alternadas na natureza e os aparelhos que usamos em nossas casas geralmente requerem uma pequena tensão DC. Este processo de conversão de corrente alternada em corrente contínua recebe o nome de retificação. A conversão de corrente alternada em corrente contínua é precedida por um processo adicional que pode envolver filtragem, conversão DC-DC e assim por diante. Uma das partes mais comuns de uma fonte de alimentação eletrônica é um retificador de ponte.

Muitos circuitos eletrônicos requerem fonte de alimentação DC retificada para alimentar vários componentes básicos eletrônicos a partir da rede elétrica AC disponível. O retificador de ponte simples é usado em uma variedade de dispositivos eletrônicos de energia CA.

Uma outra maneira de olhar para o circuito retificador é que, pode-se dizer que ele converte correntes ao invés de tensões. Isto faz mais sentido intuitivo, porque estamos mais acostumados a usar corrente para definir a natureza de um componente. De forma concisa, um retificador pega uma corrente que tem componentes negativos e positivos e a retifica de tal forma que apenas o componente positivo da corrente permanece.

Retificadores de ponte são amplamente utilizados em fontes de alimentação que fornecem a tensão DC necessária para o componente ou dispositivos eletrônicos. Os dispositivos de comutação mais eficientes, cujas características são totalmente conhecidas, são os diodos. Em teoria qualquer chave de estado sólido que pode ser controlada ou não pode ser controlada pode ser usada no lugar dos diodos.

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Usualmente, os tipos de Retificadores são classificados com base na sua saída. Neste artigo, vamos discutir muitos tipos de retificadores, como por exemplo:

Retificadores de três fases

Retificadores de três fases

Retificadores controlados

Retificadores não controlados

>Retificadores de meia-onda>Retificadores de meia-ondaRetificadores de onda cheia>Retificadores de cristais>

Central-Retificadores com rosca

O que é um Retificador?

Um retificador é um dispositivo elétrico que é feito de um ou mais diodos que converte a corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). É usado para retificação onde o processo abaixo mostra como ele converte AC em DC..

O que é Retificação?

Rectificação é o processo de conversão da corrente alternada (que muda periodicamente de direção) em corrente contínua (fluxo em uma única direção).

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Tipos de Retificadores

Existem principalmente dois tipos de retificadores:

1. Retificador não controlado
2. Retificador controlado

Retificadores de ponte são de muitos tipos e a base para a classificação pode ser muitos, para citar alguns, tipo de alimentação, configurações do circuito de ponte, capacidade de controle, etc. Os retificadores de ponte podem ser amplamente classificados em retificadores monofásicos e trifásicos, com base no tipo de entrada em que trabalham. Ambos os tipos incluem essas classificações adicionais que podem ser feitas em retificadores monofásicos e trifásicos.

A classificação adicional é baseada nos dispositivos de comutação que o retificador usa e os tipos são retificadores não controlados, meio controlados e retificadores totalmente controlados. Alguns dos tipos de retificadores são discutidos abaixo.

Baseado no tipo de circuito de retificação, os retificadores são classificados em duas categorias.

• Retificador de meia onda
• Retificador de onda completa

Retificador de meia onda converte apenas metade da onda AC em sinal DC enquanto que o retificador de onda completa converte sinal AC completo em DC.

Retificador de crista é o retificador mais comumente usado em eletrônica e este relatório tratará do funcionamento e fabricação de um. O circuito retificador de ponte simples é o método mais popular para retificação de onda completa.

Discutiremos os retificadores controlados e não controlados (meia onda e ponte de onda completa) em detalhes com diagramas de circuito e operação como segue.

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Retificador Descontrolado:

O tipo de retificador cuja tensão de saída não pode ser controlada é chamado de retificador não controlado.

Um retificador usa interruptores para trabalhar. As chaves podem ser de vários tipos, largamente, chaves controláveis e chaves incontroláveis. Um diodo é um dispositivo unidirecional que permite o fluxo de corrente em apenas uma direção. O funcionamento de um diodo não é controlado, uma vez que ele irá conduzir desde que seja enviesado para frente.

Com uma configuração de diodos em qualquer retificador, o retificador não está totalmente sob o controle do operador, então esses tipos de retificadores são chamados de retificadores não controlados. Ele não permite que a potência varie dependendo da necessidade de carga. Portanto, este tipo de retificador é comumente usado em fontes de alimentação constantes ou fixas.

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Retificador não controlado usa apenas diodos e eles dão uma tensão de saída fixa dependendo apenas da entrada AC.

Tipos de retificador não controlado:

Retificadores não controlados são ainda divididos em dois tipos:

1. Retificador de meia-onda
2. Retificador de onda cheia

Retificador de meia-onda:

Um tipo de retificador que converte apenas o meio ciclo da corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) é conhecido como retificador de meia onda.

• Retificador de meia onda positivo:

Um retificador de meia onda que converte apenas o meio ciclo positivo e bloqueia o meio ciclo negativo.

• Retificador de Meia Onda Negativo:

Retificador de Meia Onda Negativo que converte apenas o semiciclo negativo do AC em DC.

Em todos os tipos de retificadores, um retificador de meia-onda é o mais simples de todos, pois é composto de apenas um único diodo.

Um diodo permite o fluxo de corrente em apenas uma direção conhecida como viés de frente. Uma resistência de carga RL é conectada em série com o diodo.

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Metade Ciclo Positivo:

Durante o meio ciclo positivo, o ânodo terminal do diodo se tornará positivo e o cátodo se tornará negativo, conhecido como viés de frente. E permitirá que o ciclo positivo flua através de.

Metade Ciclo Negativo:

Durante o meio ciclo negativo, o ânodo se tornará negativo e o cátodo se tornará positivo, o que é conhecido como viés inverso. Então o diodo irá bloquear o ciclo negativo.

Então quando uma fonte AC é conectada ao retificador de meia-onda, somente meio ciclo irá fluir através dele como mostrado na figura abaixo.

A saída deste retificador é tomada através da resistência de carga RL. se olharmos para o gráfico de entrada-saída, ele mostra um meio ciclo positivo pulsante da entrada.

A saída do retificador de meia onda tem ondulações demais & não é muito prático usar esta saída como fonte DC. Para suavizar esta saída pulsante, um condensador é introduzido através do resistor. O capacitor irá carregar durante o ciclo positivo e descarregar durante o ciclo negativo para dar um sinal de saída suave.

Tantos tipos de retificadores desperdiçam a potência do meio ciclo da entrada AC.

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Retificador de Onda Completa:

Um retificador de onda completa converte tanto meios ciclos positivos como negativos da CA (corrente alternada) em CC (corrente contínua). Ele fornece tensão de saída dupla em relação ao retificador de meia onda

Um retificador de onda completa é composto por mais de um diodo.

Existem dois tipos de retificador de onda completa.

1. Retificador de ponte
2. Retificador de centro-tapa

Retificador de ponte

Um retificador de ponte usa quatro diodos para converter ambos meio ciclo da entrada AC em saída DC.

Neste tipo de retificador, os diodos são conectados de uma forma específica, como indicado abaixo.

Metade Ciclo Positivo:

Metade ciclo positivo de entrada, o diodo D1 & D2 torna-se polarização para frente enquanto D3 & D4 torna-se polarização inversa. O diodo D1 & D2 forma um loop fechado que fornece uma tensão de saída positiva através da resistência de carga RL.

Meiociclo negativo:

Durante o semi-cíclo negativo, o diodo D3 & D4 torna-se viés para a frente enquanto D1 & D2 torna-se viés inverso. Mas a polaridade através da resistência de carga RL permanece a mesma e fornece uma saída positiva através da carga.

A saída do retificador de onda completa tem ondulações baixas em comparação com o retificador de meia onda, mas ainda assim, não é suave e estável.

Para tornar a tensão de saída lisa & estável, um condensador é colocado na saída como mostrado na figura abaixo.

A carga do condensador & descargas que fazem transições suaves entre os meios ciclos.

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Trabalho do Circuito Retificador de Ponte

Do diagrama de circuito é aparente que os diodos estão conectados de uma forma particular. Esta disposição única dá ao conversor o seu nome. No retificador de ponte, a tensão que é dada como a entrada pode ser de qualquer fonte. Pode ser de um transformador que é usado para subir ou descer a tensão ou pode ser da rede elétrica da nossa fonte de alimentação doméstica. Neste artigo, estamos utilizando um transformador de 6-0-6 centros roscados para fornecer tensão AC.

Na primeira fase de trabalho do retificador, durante o meio ciclo positivo, os díodos D3-D2 se enviesam e conduzem para frente. Os diodos D1-D4 recebem polarização inversa e não conduzem neste meio ciclo, atuando como interruptores abertos. Assim, obtemos um semi-cíclo positivo na saída. Inversamente, no meio ciclo negativo, os diodos D1-D4 são polarizados para frente, e começam a conduzir enquanto os diodos D3-D2 são polarizados para trás e não conduzem neste meio ciclo.

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Again, obtemos um meio ciclo positivo na saída. No final do processo de retificação, a parte negativa da corrente CA é convertida em um ciclo positivo. A saída do retificador é dois pulsos meio-positivos com a mesma freqüência e magnitude da entrada.

Em contraste com o trabalho de um retificador de meia-onda, o retificador de ponte completa tem outro ramo que lhe permite conduzir para a metade negativa da forma de onda da tensão que o retificador de meia-ponte não tinha meios de fazer. Assim, a tensão média na saída do retificador de meia ponte é o dobro da do retificador de meia ponte.

Embora utilizemos quatro diodos de potência individuais para fazer um retificador de ponte de onda completa, componentes retificadores de ponte pré-fabricados estão disponíveis “off-the-shelf” em uma gama de diferentes tamanhos de tensão e corrente que podem ser usados diretamente para fazer um circuito de trabalho.

A forma de onda de tensão de saída após a rectificação não é uma forma de onda DC adequada, pelo que podemos tentar torná-la mais numa forma de onda DC utilizando um condensador para efeitos de filtragem. O alisamento ou capacitores de reservatório que são conectados em paralelo com a carga através da saída do circuito retificador de ponte de onda completa aumenta o nível médio de saída DC para a tensão DC média requerida na saída porque o capacitor não só atua como um componente filtrante, mas também periodicamente carrega e descarrega efetivamente aumentando a tensão de saída.

Carga do capacitor até que a forma de onda chegue ao seu pico e descarregue uniformemente no circuito de carga quando a forma de onda começa a ficar baixa. Assim, quando a saída está indo para baixo, o capacitor mantém a alimentação de tensão adequada no circuito de carga, criando assim a DC.

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Vantagens de um retificador Bridge:

1. Baixas ondulações no sinal DC de saída
2. Alta eficiência do retificador
3. Baixa perda de energia

Desvantagens do retificador Bridge:

1. Retificador de ponte é mais complexo que um retificador de meia-onda
2. Mais perda de energia em comparação com um retificador de onda completa com rosca central.

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Retificador de pico central

Este tipo de retificador de onda completa utiliza um transformador de onda completa & dois diodos.

Um transformador de pico central é um transformador de dupla tensão que tem duas entradas (I1 & I2) e três terminais de saída (T1, T2, T3). O terminal T2 é conectado ao centro da bobina de saída que atua como terra de referência (o volt de referência). O terminal T1 produz tensão positiva e o terminal T3 produz tensão negativa em relação ao borne T2.

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O desenho do retificador de centro-tap é dado abaixo:

Metade Ciclo Positivo:

Durante o meio ciclo positivo de entrada, o T1 produzirá uma tensão positiva e o T2 produzirá uma tensão negativa. O diodo D1 se tornará polarização para frente & diodo D2 se tornará polarização inversa. Isto faz um caminho próximo de T1 a T2 através da resistência de carga RL como mostrado abaixo.

Metade Ciclo Negativo:

Agora durante o meio ciclo negativo de entrada, T1 irá gerar um ciclo negativo & T2 irá gerar um ciclo positivo. Isto irá colocar o diodo D1 em polarização inversa & diodo D2 em polarização para frente. Mas a polaridade através da resistência de carga RL ainda é a mesma que a corrente toma o caminho de T3 a T1 como mostrado na figura abaixo.

A saída DC de um retificador de tara central também tem ondulações e não é suave & DC estável. Um condensador na saída removerá a ondulação e fará uma saída DC estável.

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Retificador Controlado:

Um tipo de retificador cuja tensão de saída pode ser variada ou alterada é chamado retificador controlado.

A necessidade de um retificador controlado é aparente quando olhamos para as falhas de um retificador de ponte não controlada. Para tornar um retificador não controlado em um retificador controlado usamos dispositivos de estado sólido controlados por corrente, como SCRs, MOSFETs e IGBTs. Temos o controle total quando os SCRs são ligados ou desligados com base nos pulsos da porta que aplicamos a ele. Estes são geralmente mais preferidos que os seus equivalentes não controlados.

É composto por um ou mais SCR (Silicon Controlled Rectifier).

Um SCR, também conhecido como Tiristor é um díodo de três terminais. Estes terminais são Anodo, Cátodo & uma entrada de controle conhecida como Gate.

Apenas como um simples diodo um SCR conduz em viés para frente e bloqueia a corrente em viés inverso, mas só inicia a condução para frente quando há um pulso na entrada da porta. Assim a tensão de saída pode ser controlada usando a entrada do portão.

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Tipos de retificador controlado

Existem dois tipos de retificador controlado.

Retificador controlado por meia onda

O retificador controlado por meia onda é composto de um único SCR (Silicon Controlled Rectifier).

Retificador controlado por meia onda tem o mesmo desenho do retificador não controlado por meia onda, exceto que nós substituímos o diodo por um SCR como mostrado na figura abaixo.

Um SCR não conduz em polarização inversa, então ele bloqueará o meio ciclo negativo.

Durante o meio ciclo positivo, o SCR conduzirá a corrente em uma condição quando um pulso for aplicado na entrada da porta. A entrada da porta é, naturalmente, um sinal de impulso periódico que é projetado para ativar o SCR a cada meio ciclo positivo.

Desta forma, podemos controlar a tensão de saída deste retificador.

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A saída do SCR é também uma tensão/corrente DC pulsante. Estes pulsos são removidos usando um condensador paralelo à resistência de carga RL.

Retificador controlado por onda completa

Um tipo de retificador que converte tanto o meio ciclo positivo como negativo da CA em CC, assim como controla a amplitude de saída é conhecido como retificador controlado por onda completa.

Apenas como um retificador não controlado, o retificador de onda completa controlado tem dois tipos.

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Retificador de Ponte Controlada

Neste retificador, a ponte dos díodos é substituída por uma ponte SCR (Thyristor) com a mesma configuração como mostrado na figura abaixo.

Positivo Half Cycle:

Durante o ciclo positivo, o SCR (tiristor) T1 & T2 será conduzido quando o pulso da porta for aplicado. T3 & T4 será invertido o viés, assim eles bloquearão a corrente. A tensão de saída será estabelecida através da resistência de carga RL como mostrado abaixo.

Metade Ciclo Negativo:

Durante o meio ciclo negativo, o tiristor T3 & T4 tornar-se-á polarização para a frente considerando o pulso de entrada da porta & o T1 & T2 tornar-se-á polarização inversa. A tensão de saída aparecerá através da resistência de carga RL.

No final da saída, um condensador é usado para remover as ondulações e torna a saída estável & suave.

Rectificador de Tira-Central Controlado:

Apenas como o retificador center-tap descontrolado, este projeto usa dois SCR substituindo os dois diodos.

ambos destes comutadores SCR serão temporizados de forma diferente de acordo com a freqüência de entrada AC.

O funcionamento é o mesmo do retificador descontrolado & seu projeto esquemático é dado abaixo.

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Retificadores Monofásicos e Trifásicos

Esta classificação é baseada no tipo de entrada em que um retificador trabalha. A nomenclatura é bastante simples. Quando a entrada é monofásica, o retificador é chamado de retificador monofásico e quando a entrada é trifásica, é chamado de retificador trifásico.

O retificador monofásico bridge consiste de quatro diodos, enquanto um retificador trifásico usa seis diodos dispostos de uma determinada forma para obter a saída desejada. Estes podem ser rectificadores controlados ou não, dependendo dos componentes de comutação utilizados em cada rectificador, tais como díodos, tirístores, etc.

Comparação de rectificadores

A tabela seguinte mostra a compaixão entre diferentes tipos de rectificadores, tais como rectificador de meia onda, rectificador de onda completa e rectificador de centro roscado.

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Aplicações de Retificadores

Basicamente, quase todos os circuitos eletrônicos operados em tensões DC. O objetivo principal do uso do retificador é a retificação, o que significa a conversão de tensões CA para tensões CC. Sua média, retificadores são usados em quase todos os retificadores de potência e aparelhos eletrônicos.

Below é a lista de aplicações e usos comuns de diferentes retificadores.

• Rectificação, ou seja, a conversão de tensões DC para tensões AC.
• Rectificadores são usados na soldagem elétrica para fornecer a tensão polarizada.
• Também é usado em tracção, material circulante e motores trifásicos de tracção usados para a circulação de comboios.
• Retificadores de meia onda são usados em repelente de mosquitos e ferro de soldar.
• Retificador de meia onda também usado em rádio AM como detector e detector de picos de sinal.
• Rectificadores também usados em modulação, desmodulação e multiplicadores de tensão.

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