retificadores monofásicos não-controlados · bibliografia para esta aula capítulo 5:...

Florianópolis, março de 2010.

Prof. Clóvis Antônio Petry.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina

Departamento Acadêmico de Eletrônica

Eletrônica de Potência

Retificadores Monofásicos

Não-Controlados

Bibliografia para esta aula

Capítulo 5: Retificadores monofásicos não-controlados

1. Retificador monofásico de onda completa com

transformador em derivação;

2. Retificador monofásico de onda completa em ponte.

http://florianopolis.ifsc.edu.br/~petry

Nesta aula

Retificadores monofásicos não-controlados:

1. Introdução;

2. Retificador monofásico de onda completa com ponto

médio:

• Carga resistiva;

• Carga RL;

• Uso do transformador;

• Fator de potência.

3. Retificador monofásico de onda completa em ponte:

• Carga resistiva;

• Carga RL;

• Uso do transformador;

• Fator de potência.

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

Primeira etapa de funcionamento

Segunda etapa de funcionamento

Circuito do retificador

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

Carga resistiva pura:

22v t V sen t

22

2 20,9Lmed

VV V

Tensão média na carga:

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

2 22 2 0,9 LmedLmed

VV VI

R R R

Corrente média na carga:

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

22Dp

VI

R

Esforços nos diodos (em cada um):

• Tensão de pico reversa;

• Corrente de pico;

• Corrente média;

• Corrente eficaz.

22 2DpV V

22 2Dmed

VI

R

2 20,7072

Def

V VI

RR

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

Fator de potência:

PFP

S

Potência ativaFator de potência

Potência aparente

ef efS V I

2

efP R I

cosef efP V I

Fator de deslocamentoDemonstrar que:

1FP

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

Eficiência do retificador:

DC Lmed LmedP V I

fv

fv

t

0

outV

t

outV

0

2

2 2 2

2

2 2 2 2 8DC

V V VP

R R

AC ef efP V I

2

2 22

2 2AC

V VP V

R R

2

2

2

2

2

8

22

DC

AC

VP R

VP

R

2

4 20,573

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

Eficiência do retificador, se for usado um transformador:

2

4 20,573

211,75

4 2

ACtrafo

DC

PS

P

Significa o uso de um transformador 1,75 vezes maior.

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva pura:

Ângulo de condução dos diodos:

180o

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Demo

Demo:

• Formas de onda no retificador de onda completa.

Exemplos

Exemplo 5.4 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):

• O retificador de onda completa da figura abaixo é

alimentado por uma fonte de 120 V, 60 Hz. Se a

resistência de carga for de 10 Ω, determine:

• A corrente máxima na carga;

• A tensão média na carga;

• A corrente média na carga;

• A corrente eficaz na carga;

• A potência entregue à carga;

• A tensão reversa dos diodos;

• A freqüência de ondulação.

Tarefas

Exemplo 5.4 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):

• O retificador de onda completa da figura abaixo é

alimentado por uma fonte de 100 V, 60 Hz. Se a

resistência de carga for de 15 Ω, determine:

• A corrente máxima na carga;

• A tensão média na carga;

• A corrente média na carga;

• A corrente eficaz na carga;

• A potência entregue à carga;

• A tensão reversa dos diodos;

• A freqüência de ondulação.

Carga RL:

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Circuito do retificador

Corrente nos diodos

Tensão e corrente na carga

Carga RL:

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

22v t V sen t

22

2 20,9Lmed

VV V

Tensão média na carga:

Carga RL:

Corrente média na carga e em cada

diodo:

2 22 20,9 Lmed

Lmed

VV VI

R R R

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Se a condução for contínua e a corrente possuir pouca

ondulação, ou seja, a constante de tempo do circuito for

muito grande, então pode-se considerar:

Lef LmedI I

20,45Dmed

VI

R

Carga RL:

Corrente eficaz em cada diodo:

0,707Def LmedI I

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Para condução contínua e

corrente com pouca

ondulação, ou seja, se a

constante de tempo do circuito

for muito grande.

Carga RL:

Ângulo de condução dos diodos:

180o

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Demo

Demo:

• Formas de onda no retificador de onda completa.

Exemplos

Exemplo 5.6 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):

• O retificador de onda completa da figura abaixo é

alimentado por uma fonte de 115 V, 60 Hz. Se a

resistência de carga for de 100 Ω, determine:

• A tensão média de saída;

• A corrente média na carga;

• A potência entregue à carga;

• A potência na entrada;

• A eficiência do retificador;

• O fator de ondulação;

• O fator de forma.

Tarefas

Exemplo 5.6 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):

• O retificador de onda completa da figura abaixo é

alimentado por uma fonte de 150 V, 60 Hz. Se a

resistência de carga for de 150 Ω, determine:

• A tensão média de saída;

• A corrente média na carga;

• A potência entregue à carga;

• A potência na entrada;

• A eficiência do retificador;

• O fator de ondulação;

• O fator de forma.

Circuito do retificador:

Estudo do comportamento do transformador:

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Estudo do comportamento do transformador:

1 2 0,707S ef S ef LmedI I I

1 2 1s ef s efS V I

20,9

Lmedef

VV

1 0,7070,9

Lmeds Lmed

VS I

1 0,785s Lmed LmedS V I

2 1 2 1,57s s Lmed LmedS S S V I

L Lmed LmedP V I

2 1,57 LS P

Significa o uso de um

transformador 1,57 vezes

maior que a carga.

Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio

Carga resistiva:

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

Circuito do retificador

Etapas de operação

Carga resistiva:

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

22

2 20,9Lmed

VV V

Tensão e corrente média na carga:

2 2 0,9o oLmed

V VI

R R

Carga RL = Carga resistiva pura:

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

Circuito do retificador

Estudo do comportamento do transformador (carga RL):

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

Estudo do comportamento do transformador (carga RL):

2

2

2

0

1

2ef LmedI I d t

2ef LmedI I

20,9

Lmedef

VV

2 2 20,9

Lmed Lmedef s ef

V IS V I

2 1,11 Lmed LmedS V I

L Lmed LmedP V I

2 1,11 LS P

Significa o uso de um

transformador 1,11 vezes

maior que a carga.

Tensão de pico reversa nos diodos:

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

22DpV V

Demo

Demo:

• Formas de onda no retificador de onda completa.

Retificador 1ϕ de onda completa em ponte

Exemplos

Exemplo 5.7 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):

• O retificador de onda completa da figura abaixo é

alimentado por uma fonte de 120 V. Se a resistência de

carga for de 10,8 Ω, determine:

• A tensão de pico na carga;

• A tensão média na carga;

• A corrente média na carga;

• A corrente média em cada diodo;

• A potência média na saída;

• A eficiência do retificador;

• O fator de ondulação;

• O fator de potência.

Tarefas

Exemplo 5.7 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):

• O retificador de onda completa da figura abaixo é

alimentado por uma fonte de 150 V. Se a resistência de

carga for de 10 Ω, determine:

• A tensão de pico na carga;

• A tensão média na carga;

• A corrente média na carga;

• A corrente média em cada diodo;

• A potência média na saída;

• A eficiência do retificador;

• O fator de ondulação;

• O fator de potência.

Próxima aula

http://florianopolis.ifsc.edu.br/~petry

Conversores CA-CC:

1. Retificadores monofásicos controlados (meia onda).