Retificadores

RETIFICAÇÃO E FILTRAGEM CAPACITIVA

INTRODUÇÃO TEÓRIA

Os circuitos que utilizam dispositivos semicondutores, necessitam ser alimentado com tensões contínuas para a devida polarização. Para podermos aproveitar a rede elétrica, por se tratar de tensão alternada, necessitamos convertê-la em tensão contínua. Para tanto, utilizamos os circuitos retificadores que juntamente com os filtros e, às vezes, com um estágio estabilizador, possibilitam obter nas saídas, tensões com características de contínua pura. Na figura abaixo, temos esquematizado em blocos, um circuito retificador com filtro.

  

Pela figura, notamos que o primeiro estágio é constituído por um transformador para normalmente reduzir a tensão de entrada. No segundo estágio, através de circuitos com diodos, é feita a retificação do sinal alternado. No terceiro estágio, o circuito de filtro, normalmente capacitivo, transforma a tensão contínua pulsante em contínua pura.

De maneira geral, os circuitos, retificadores classificam-se em dois tipos, os denominados de meia onda, e os de onda completa. O circuito retificador de meia onda sem filtro é visto na figura abaixo.

Durante o semiciclo positivo da tensão de entrada, o diodo estará diretamente polarizado e conduzirá, fazendo a corrente circular pela carga (RL). Na saída, aparecerá, neste caso, o próprio semiciclo. No semiciclo negativo da tensão de entrada, o diodo estará reversamente polarizado, não conduzindo, fazendo com que a tensão de saída seja nula. No diodo, temos a tensão (VD), que durante a sua condução é praticamente nula e na sua condução é igual à da entrada, ou seja, negativa. Após esse estudo, podemos esboçar as formas de onda do circuito retificador de meia onda, que são vistas à seguir:

TENSÃO DE ENTRADA (VE) TENSÃO NA CARGA (VRL).

TENSÃO NO DIODO (VD1)

A tensão contínua de saída terá um valor DC igual a:

VDC = Vmáx / 

O Valor eficaz da tensão na carga é dado por:

VEF = Vmáx / 2

Para podermos aumentar o nível de tensão contínua na saída, colocamos um filtro capacitivo como mostra a figura abaixo.

A atuação do capacitor consiste em se carregar com a tensão de entrada durante o intervalo do semiciclo positivo, até esta atingir Vmáx. A partir daí, como o potencial do capacitor inicia um processo de descarga através da carga RL, até que um novo semiciclo positivo faça com que a tensão no anodo do diodo seja maior, reiniciando o processo de carga. A figura abaixo mostra a tensão de saída do retificador de meia onda com a atuação do filtro.

Através da figura, notamos que o filtro faz com que se eleve o nível DC da tensão de saída, que, dependendo do valor do capacitor e da carga RL pode ser maior ou menor. A ondulação remanescente é denominada tensão de ripple, cujo valor pode avaliar a eficácia do circuito, na conversão da rede alternada em contínua, para uma carga específica.

A retificação de onda completa pode ser obtida através de dois circuitos: os que utilizam um transformador com derivação central e dois diodos, e os que utilizam um transformador sem derivação central e quatro diodos ligados em ponte. O retificador de onda completa com dois diodos, sem filtro, é visto na figura abaixo.

O transformador utilizado nesse circuito, possui uma derivação central que defasa a tensão VE1 em relação a VE2 de 180 graus.

VE1 VE2

Durante o semiciclo positivo negativo de VE2, o diodo D1 estará conduzindo e o diodo D2 estará cortado. Por D1 estar circulando uma corrente que passa por RL, faz com que apareça na saída, o próprio semiciclo positivo de VE1.

Durante o semiciclo positivo de VE2 e o negativo de VE1, o diodo D2 estará conduzindo e o diodo D1 estará cortado. Por D2 circulará uma corrente que, passando por RL, faz com que apareça na saída, o próprio semiciclo positivo de VE2. Após esse estudo, podemos esboçar as formas de onda do circuito retificador de onda completa com dois diodos, sem filtro, que são vistos nas figuras a seguir.

VD1 VD2

VRL

Os diodos D1 e D2 na condução, apresentam uma tensão praticamente nula entre seus terminais e na não condução, uma tensão de –2Vmáx, pois quando um deles estiver cortado, o outro estará conduzindo, fazendo com que a tensão total do secundário do transformador seja aplicada sobre o cortado.

O retificador de onda completa com diodos em ponte, sem filtro, é visto na figura abaixo.

Nessa ligação, utilizando diodos um ponte, durante o semiciclo positivo da tensão de entrada, os diodos D1 e D3 estarão conduzindo, fazendo circular uma corrente que passando por RL, faz com que apareça na saída, o próprio semiciclo. No semiciclo negativo, os diodos D2 e D4 estarão conduzindo, fazendo circular uma corrente, através de RL, com o mesmo sentido que no outro caso, surgindo na saída uma tensão igualmente positiva. Após esse estudo, podemos esboçar as formas de onda do circuito retificador, de onda completa com diodos em ponte, sem filtro, que são vistas na figura a seguir.