No próprio período de 1880, a identificação e exclusividade dos retificadores foram iniciadas. O avanço dos retificadores inventou várias abordagens no domínio da eletrônica de potência. O diodo inicial que foi empregado no retificador foi projetado no ano de 1883. Com a evolução dos diodos a vácuo, que foi pioneira nos primeiros dias de 1900, surgiram limitações aos retificadores. Considerando que, com as modificações nos tubos de arco de mercúrio, o uso de retificadores foi estendido a várias faixas de megawatts. E o único tipo de retificador é o retificador de meia onda.

Um aprimoramento nos diodos de vácuo mostrou evolução para tubos de arco de mercúrio e esses tubos de arco de mercúrio foram denominados tubos retificadores. Com o desenvolvimento dos retificadores, muitos outros materiais foram lançados. Portanto, esta é uma breve explicação de como os retificadores evoluíram e como se desenvolveram. Vamos ter uma explicação clara e detalhada de como saber o que é um retificador de meia onda, seu circuito, princípio de funcionamento e características.

“interruptor de dois pólos de lançamento único ”

O que é retificador de meia onda?

Um retificador é um dispositivo eletrônico que converte a tensão CA em tensão CC. Em outras palavras, ele converte corrente alternada em corrente contínua. Um retificador é usado em quase todos os dispositivos eletrônicos. Principalmente, é usado para converter a tensão da rede em tensão DC no fonte de energia seção. Usando dispositivos eletrônicos de alimentação de tensão DC funcionam. De acordo com o período de condução, os retificadores são classificados em duas categorias: Retificador de Meia Onda e Retificador Full Wave

Construção

Quando comparado com um retificador de onda completa, um HWR é o retificador mais fácil para construção. Somente com um único diodo a construção do dispositivo pode ser feita.

Construção HWR

Um retificador de meia onda consiste nos componentes abaixo:

Fonte de corrente alternada
O resistor na seção de carga
Um diodo
Um transformador abaixador

Fonte AC

Esta fonte de corrente fornece corrente alternada para todo o circuito. Essa corrente CA é geralmente representada como um sinal sinusoidal.

Transformador Abaixador

Para aumentar ou diminuir a tensão AC, geralmente é empregado um transformador. Como um transformador redutor é usado aqui, ele diminui a tensão CA, enquanto quando um transformador redutor é usado, ele aumenta a tensão CA de um nível mínimo para um nível alto. Em um HWR, um transformador abaixador é empregado principalmente porque a tensão necessária para um diodo é mínima. Quando um transformador não é usado, uma grande quantidade de tensão CA pode causar danos ao diodo. Considerando que, em algumas situações, um transformador elevador também pode ser usado.

No dispositivo abaixador, o enrolamento secundário tem voltas mínimas do que o enrolamento primário. Por causa disso, um transformador redutor diminui o nível de tensão do enrolamento primário para o secundário.

Diodo

O uso de diodo em um retificador de meia onda permite o fluxo de corrente apenas em uma direção, ao passo que interrompe o fluxo de corrente em outro caminho.

Resistor

Este é o dispositivo que bloqueia o fluxo de corrente elétrica apenas até um nível especificado.

Isto é o construção de retificador de meia onda .

Trabalho de retificador de meia onda

Durante o meio ciclo positivo, o diodo está sob condição de polarização de encaminhamento e conduz corrente para RL (resistência de carga). Uma tensão é desenvolvida através da carga, que é a mesma que o sinal CA de entrada do meio ciclo positivo.

Alternativamente, durante o semiciclo negativo, o diodo está sob condição de polarização reversa e não há fluxo de corrente através do diodo. Apenas a tensão de entrada CA aparece na carga e é o resultado líquido que é possível durante o meio ciclo positivo. A tensão de saída pulsa a tensão DC.

Circuitos retificadores

Os circuitos monofásicos ou multifásicos estão sob o circuitos retificadores . Para aplicações domésticas, circuitos retificadores monofásicos de baixa potência são usados e aplicações HVDC industriais requerem retificação trifásica. A aplicação mais importante de um Diodo de junção PN é a retificação e é o processo de conversão de CA em CC.

Retificação de meia onda

Em um retificador de meia onda monofásico, a metade negativa ou positiva da tensão CA flui, enquanto a outra metade da tensão CA é bloqueada. Portanto, a saída recebe apenas a metade da onda AC. Um único diodo é necessário para uma retificação de meia onda monofásica e três diodos para uma alimentação trifásica. O retificador de meia onda produz mais conteúdo de ondulação do que os retificadores de onda completa e, para eliminar os harmônicos, exige muito mais filtragem.

Retificador Monofásico de Meia Onda

Para uma tensão de entrada senoidal, a tensão CC de saída sem carga para um retificador de meia onda ideal é

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpico / ᴨ

Onde

Vdc, Vav - tensão de saída DC ou tensão média de saída
Vpeak - valor de pico da tensão de fase de entrada
Vrms - a tensão de saída do valor médio quadrático

Operação do retificador de meia onda

O diodo de junção PN conduz apenas durante a condição de polarização direta. O retificador de meia onda usa o mesmo princípio do diodo de junção PN e, assim, converte AC em DC. Em um circuito retificador de meia onda, a resistência de carga é conectada em série com o diodo de junção PN. A corrente alternada é a entrada do retificador de meia onda. Um transformador abaixador leva uma tensão de entrada e a saída resultante de o transformador é dado ao resistor de carga e ao diodo.

O funcionamento do HWR é explicado em duas fases que são

Processo de meia onda positiva
Processo de meia onda negativa

Meia Onda Positiva

Quando uma frequência de 60 Hz como tensão CA de entrada, um transformador abaixador diminui para uma tensão mínima. Portanto, uma tensão mínima é gerada no enrolamento secundário do transformador. Esta tensão no enrolamento secundário é denominada tensão secundária (Vs). A tensão mínima é fornecida como tensão de entrada ao diodo.

Quando a tensão de entrada atinge o diodo, no momento do semiciclo positivo, o diodo se move para a condição de polarização de encaminhamento e permite o fluxo de corrente elétrica, enquanto que, no momento do semiciclo negativo, o diodo se move para a condição de polarização negativa e obstrui o fluxo de corrente elétrica. O lado positivo do sinal de entrada que é aplicado ao diodo é o mesmo que a tensão CC direta que é aplicada ao diodo P-N. Da mesma forma, o lado negativo do sinal de entrada que é aplicado ao diodo é o mesmo que a tensão CC reversa que é aplicada ao diodo P-N

Portanto, sabia-se que o diodo conduz a corrente na condição de polarização de encaminhamento e obstrui o fluxo de corrente na condição de polarização reversa. Da mesma forma, em um circuito CA, o diodo permite o fluxo de corrente durante o ciclo + ve e bloqueia o fluxo de corrente no momento do ciclo -ve. Chegando ao + ve HWR, ele não obstruirá inteiramente os -ve meio-ciclos, ele permite poucos segmentos de -ve meio-ciclo ou permite corrente negativa mínima. Esta é a geração atual por causa dos portadores de carga minoritários que estão no diodo.

A geração de corrente por meio desses portadores de carga minoritários é mínima e, portanto, pode ser negligenciada. Esta porção mínima de -ve meio ciclos não é capaz de observar na seção de carga. Em um diodo prático, é considerado que a corrente negativa é '0'.

O resistor na seção de carga utiliza a corrente DC que é produzida pelo diodo. Portanto, o resistor é denominado como um resistor de carga elétrica, onde a tensão / corrente DC é calculada através deste resistor (R_eu) A saída elétrica é considerada como o fator elétrico do circuito que utiliza corrente elétrica. Em um HWR, o resistor faz uso da corrente produzida por diodo. Por causa disso, o resistor é chamado de resistor de carga. O R_euem HWRs é usado para a restrição ou limitação de corrente CC adicional gerada pelo diodo.

Assim, concluiu-se que o sinal de saída em um retificador de meia onda é um contínuo + cinco semiciclos que são na forma senoidal.

Meia Onda Negativa

A operação e construção do retificador de meia onda de forma negativa é quase idêntica ao retificador de meia onda positiva. O único cenário que será alterado aqui é a direção do diodo.

Quando a tensão de entrada atinge o diodo, no momento do semiciclo negativo, o diodo se move para a condição de polarização de encaminhamento e permite o fluxo de corrente elétrica, enquanto que, no momento do semiciclo positivo, o diodo se move para a condição de polarização negativa e obstrui o fluxo de corrente elétrica. O lado negativo do sinal de entrada que é aplicado ao diodo é o mesmo que a tensão DC direta que é aplicada ao diodo P-N. Da mesma forma, o lado positivo do sinal de entrada que é aplicado ao diodo é o mesmo que a tensão CC reversa que é aplicada ao diodo P-N

Portanto, sabia-se que o diodo conduz corrente na condição de polarização reversa e obstrui o fluxo de corrente na condição de polarização direta. Da mesma forma, em um circuito CA, o diodo permite o fluxo de corrente durante o ciclo -ve e bloqueia o fluxo de corrente no momento do ciclo + ve. Chegando ao -ve HWR, não obstruirá totalmente os + ve meio-ciclos, ele permite poucos segmentos de + cinco semiciclos ou permite corrente positiva mínima. Esta é a geração atual por causa dos portadores de carga minoritários que estão no diodo.

A geração de corrente por meio desses portadores de carga minoritários é mínima e, portanto, pode ser negligenciada. Esta porção mínima de cinco semiciclos não é capaz de observar na seção de carga. Em um diodo prático, é considerado que uma corrente positiva é '0'.

Em um diodo ideal, os meio-ciclos + ve e -ve na seção de saída parecem ser semelhantes a meio-ciclo + ve e -ve. Mas em cenários práticos, os meio-ciclos + ve e -ve são um pouco diferentes dos ciclos de entrada e isso é insignificante.

Assim, concluiu-se que o sinal de saída em um retificador de meia onda é um contínuo -ve meio-ciclos que são senoidais na forma. Portanto, a saída do retificador de meia onda é sinais sinusoidais contínuos + ve e -ve, mas não sinal DC puro e em forma pulsante.

Trabalho de retificador de meia onda

Este valor CC pulsante é alterado por um curto período de tempo.

Trabalho de um retificador de meia onda

Durante o semiciclo positivo, quando o enrolamento secundário da extremidade superior é positivo em relação à extremidade inferior, o diodo está sob condição de polarização de encaminhamento e conduz corrente. Durante os semiciclos positivos, a tensão de entrada é aplicada diretamente à resistência de carga quando a resistência direta do diodo é considerada zero. As formas de onda da tensão de saída e da corrente de saída são iguais às da tensão de entrada CA.

Durante o semiciclo negativo, quando o enrolamento secundário da extremidade inferior é positivo em relação à extremidade superior, o diodo está sob condição de polarização reversa e não conduz corrente. Durante o meio-ciclo negativo, a tensão e a corrente na carga permanecem zero. A magnitude da corrente reversa é muito pequena e é desprezada. Portanto, nenhuma energia é fornecida durante o meio ciclo negativo.

Uma série de semiciclos positivos é a tensão de saída desenvolvida através da resistência de carga. A saída é uma onda DC pulsante e, para fazer com que os filtros de onda de saída suave, que devem estar em toda a carga, sejam usados. Se a onda de entrada for de meio ciclo, ela é conhecida como retificador de meia onda.

Circuitos retificadores trifásicos de meia onda

O retificador trifásico de meia onda não controlado requer três diodos, cada um conectado a uma fase. O circuito retificador trifásico sofre de uma grande quantidade de distorção harmônica nas conexões CC e CA. Existem três pulsos distintos por ciclo na tensão de saída do lado CC.

Um HWR trifásico é utilizado principalmente para converter energia CA trifásica em energia CC trifásica. Neste, no lugar dos diodos, são usados interruptores comutados que são chamados de interruptores não controlados. Aqui, interruptores não controlados correspondem que não existe abordagem de regular os tempos de LIGADO e DESLIGADO dos interruptores. Este dispositivo é construído usando uma fonte de alimentação trifásica que é conectada a um transformador trifásico onde o enrolamento secundário do transformador tem sempre conexão estrela.

Aqui, segue-se apenas a conexão estrela devido ao motivo de ser necessário um ponto neutro para haver a conexão da carga novamente ao enrolamento secundário do transformador, oferecendo assim um sentido de retorno para o fluxo de potência.

A construção geral de HWR trifásico fornecendo uma carga puramente resistiva é mostrada na imagem abaixo. No projeto de construção, cada fase do transformador é denominada como uma fonte CA individual.

A eficiência obtida por meio de um transformador trifásico é de quase 96,8%. Embora a eficiência do HWR trifásico seja mais do que um HWR monofásico, é menor que o desempenho do retificador de onda completa trifásico.

HWR Trifásico

Características do retificador de meia onda

As características de um retificador de meia onda para os seguintes parâmetros

PIV (Tensão Inversa de Pico)

Durante a condição de polarização reversa, o diodo deve resistir por causa de sua tensão máxima. Durante o meio-ciclo negativo, nenhuma corrente flui através da carga. Portanto, uma tensão inteira aparece no diodo porque há uma queda sem tensão na resistência de carga.

PIV de um retificador de meia onda = V_SMAX

Isto é o PIV do retificador de meia onda .

Correntes médias e de pico no diodo

Supondo que a tensão através do secundário do transformador seja sinusoidal e seu valor de pico seja V_SMAX. A tensão instantânea que é dada ao retificador de meia onda é

Vs = V_SMAXSem peso

“o que é um processador para um computador ”

A corrente fluindo através da resistência de carga é

eu_MAX= V_SMAX/ (R_F+ R_eu)

Regulamento

A regulação é a diferença entre a tensão sem carga e a tensão com carga total em relação à tensão com carga total, e a regulação da tensão percentual é dada como

% Regulagem = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Eficiência

A relação entre CA de entrada e CC de saída é conhecida como eficiência (?).

? = Pdc / Pac

Uma energia DC que é entregue à carga é

Pdc = I^dois_dcR_eu= (Eu_MAX/ ᴨ)^doisR_eu

“luzes ir para visão noturna ”

A alimentação CA de entrada para o transformador,

Pac = dissipação de potência na resistência de carga + dissipação de potência no diodo de junção

= Eu^dois_rmsR_F+ I^dois_rmsR_eu= {I^dois_MAX/ 4} [R_F+ R_eu]

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + R_F/ R_eu}

A eficiência de um retificador de meia onda é de 40,6% quando R_Fé negligenciado.

Fator de ondulação (γ)

O conteúdo de ondulação é definido como a quantidade de conteúdo AC presente na saída DC. Se o fator de ondulação for menor, o desempenho do retificador será maior. O valor do fator de ondulação é 1,21 para um retificador de meia onda.

A energia CC gerada pelo HWR não é um sinal CC exato, mas um sinal CC pulsante e, na forma CC pulsante, existem ondulações. Essas ondulações podem ser reduzidas usando dispositivos de filtro como indutores e capacitores.

Para calcular o número de ondulações no sinal DC, um fator é usado e é chamado de fator de ondulação, que é representado como γ . Quando o fator de ondulação é alto, ele mostra uma onda DC pulsante estendida, enquanto um fator de ondulação mínimo mostra uma onda DC pulsante mínima,

Quando o valor de γ é mínimo, ele representa que a corrente CC de saída é quase igual a um sinal CC puro. Portanto, pode-se afirmar que quanto menor o fator de ondulação, mais suave é o sinal CC.

Em uma forma matemática, esse fator de ondulação é denotado como a proporção do valor RMS da seção CA para a seção CC da tensão de saída.

Fator de ondulação = valor RMS da seção AC / valor RMS da seção DC

eu^dois= Eu^dois_dc+ I^dois₁+ I^dois_dois+ I^dois₄= Eu^dois_dc+ I^dois_e

γ = eu_e/ EU_dc= (Eu^dois- EU^dois_dc) / EU_dc= {(I_rms/ EU^dois_dc) / Idc = {(I_rms/EU^dois_dc) -1} = k_f^dois-1)

Onde kf - fator de forma

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Então, c = (1,572 - 1) = 1,21

Fator de utilização do transformador (TUF)

É definido como a relação entre a potência CA fornecida à carga e a classificação CA secundária do transformador. O TUF do retificador de meia onda é de cerca de 0,287.

HWR com filtro de capacitor

De acordo com a teoria geral que foi discutida acima, a saída de um retificador de meia onda é um sinal CC pulsante. Esta saída é obtida quando um HWR é operado sem a implementação de um filtro. Filtros são o dispositivo que é empregado para transformar o sinal DC pulsante em sinais DC constantes, o que significa (conversão do sinal pulsante em sinal suave). Isso pode ser obtido suprimindo as ondulações de corrente contínua que acontecem no sinal.

Mesmo que esses dispositivos possam ser usados teoricamente sem filtros, eles devem ser implementados para qualquer aplicação prática. Como o aparelho CC precisará de um sinal constante, o sinal pulsante deve ser convertido em um sinal suave para ser usado em aplicações reais. Este é o motivo pelo qual o HWR é usado com um filtro em cenários práticos. No lugar de um filtro, um indutor ou capacitor pode ser usado, mas HWR com um capacitor é o dispositivo mais comumente usado.

A imagem abaixo explica o diagrama do circuito da construção de retificador de meia onda com filtro de capacitor e como ele suaviza o sinal DC pulsante.

Vantagens e desvantagens

Quando comparado com o retificador de onda completa, um retificador de meia onda não é muito empregado nas aplicações. Embora existam poucos benefícios para este dispositivo. O vantagens do retificador de meia onda são :

Barato - porque um número mínimo de componentes é usado
Simples - devido ao motivo de o design do circuito ser completamente simples
Fácil de usar - Como a construção é fácil, a utilização do dispositivo também será simplificada
Um baixo número de componentes

O desvantagens do retificador de meia onda estamos:

Na seção de carga, a potência de saída está incluída nos componentes DC e AC, onde o nível de frequência básico é semelhante ao nível de frequência da tensão de entrada. Além disso, haverá um fator de ondulação aumentado, o que significa que o ruído será alto e uma filtragem estendida é necessária para fornecer saída DC constante.
Porque haverá fornecimento de energia apenas no momento de meio ciclo da tensão CA de entrada, seu desempenho de retificação é mínimo e também a potência de saída será menor.
O retificador de meia onda tem fator de utilização mínimo do transformador
No núcleo do transformador, ocorre a saturação DC onde resulta em corrente de magnetização, perdas por histerese e também no desenvolvimento de harmônicos.
A quantidade de energia DC fornecida por um retificador de meia onda não é adequada para gerar nem mesmo uma quantidade geral de fonte de alimentação. Considerando que isso pode ser utilizado para algumas aplicações, como carregamento de bateria.

Formulários

O principal aplicação de retificador de meia onda é obter energia CA da energia CC. Os retificadores são principalmente circuitos internos empregados das fontes de alimentação em quase todos os dispositivos eletrônicos. Em fontes de alimentação, o retificador é geralmente localizado em série, consistindo, portanto, no transformador, um filtro de suavização e um regulador de tensão. Algumas das outras aplicações de HWR são:

A implementação de um retificador na fonte de alimentação permite a conversão de CA em CC. Os retificadores de ponte são amplamente utilizados para grandes aplicações, onde possuem a capacidade de converter a tensão CA de alto nível em tensão CC mínima.
A implementação de HWR ajuda a obter o nível necessário de tensão CC por meio de transformadores redutores ou redutores.
Este dispositivo também é usado na soldagem de ferro tipos de circuitos e também é utilizado em repelentes de mosquitos para empurrar o chumbo para os vapores.
Usado no dispositivo de rádio AM para fins de detecção
Usado como circuitos de disparo e geração de pulso
Implementado em amplificadores de tensão e dispositivos de modulação.

Isso é tudo sobre Circuito retificador de meia onda e trabalhando com suas características. Acreditamos que as informações fornecidas neste artigo são úteis para uma melhor compreensão deste projeto. Além disso, para qualquer dúvida sobre este artigo ou qualquer ajuda na implementação projetos elétricos e eletrônicos , sinta-se à vontade para nos abordar comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a principal função do retificador de meia onda?