MII 2.1 – MANUTENÇÃO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS ANALÓGICOS

RETIFICAÇÃO

Contextualização – Retificação

• Muitos circuitos eletrônicos necessitam de corrente contínua para operar. Porém, as companhias de energia fornecem corrente alternada. Por isso, se faz necessário o uso de um circuito que converta essa corrente alternada em contínua.

• O processo de conversão de corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC) se chama retificação.

• Como os diodos permitem que a corrente flua em uma só direção, eles podem ser utilizados como retificadores.

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

Tensão de Alimentação em Corrente Alternada (CA)

• No Brasil, a tensão alternada disponível nas tomadas é padronizada em 127V CA (em alguns casos é 220V CA);

• A corrente alternada (CA) flui em ambas as direções dentro do condutor (positivo-negativo, negativo-positivo), alternando a polarização dos componentes alimentados (resistores, diodos);

• O ciclo da entrada CA é dividido em duas partes: o semiciclo positivo e o semiciclo negativo.

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

Semiciclos Positivos

Semiciclos Negativos

Revisão - Estudo dos diodos – Resumo sobre Polarização

• Devido à característica do diodo de conduzir corrente na polarização direta e conduzir uma corrente ínfima na polarização reversa, isto o torna muito útil. – O diodo permite que em um circuito uma corrente seja conduzida

apenas em uma determinada direção;

– É utilizado como chave;

– Também pode ser utilizado em outras finalidades especiais.

– É utilizado para converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC);

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

Corrente Alternada (CA) Corrente

Contínua Pulsante (CC)

Circuito conversor CA para CC com diodos

Retificador de Meia Onda

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Os retificadores de meia onda se comportam da seguinte forma: – O exemplo a seguir é um retificador de meia onda que utiliza um diodo polarizado para

retificação do semiciclo positivo de uma tensão 120V CA.

10:1

Corrente no sentido CONVENCIONAL

Circuito série – mesma corrente

em todos os componentes

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Polarização do diodo e carga: O terminal positivo da carga RL é conectado ao Catodo

Anodo Catodo

Forma de onda gerada a partir do diodo retificador que alimenta a carga

do circuito acima Este tipo de onda é denominada

Corrente Contínua Pulsante de Meia Onda

Retificador de Meia Onda

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Os retificadores de meia onda se comportam da seguinte forma: – O exemplo a seguir é um retificador de meia onda que utiliza um diodo polarizado para

retificação do semiciclo negativo de uma tensão CA.

Corrente no sentido CONVENCIONAL

Circuito série – mesma corrente

em todos os componentes

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Polarização do diodo e carga: O terminal negativo da carga RL é conectado ao Anodo

Catodo

Forma de onda gerada a partir do diodo retificador que alimenta a carga

do circuito acima Este tipo de onda é denominada

Corrente Contínua Pulsante de Meia Onda

Retificador de Onda Completa (transformador com tap central)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Os retificadores de onda completa se comportam da seguinte forma: – O exemplo a seguir é um retificador de onda completa que utiliza dois diodos conectados

ao tap central de um transformador para retificação de uma tensão CA. Este tipo de retificador necessita de um transformador para ser implementado.

– Como os catodos dos diodos estão virados para o resistor RL, a onda retificada pulsante resultante terá polaridade positiva.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

O tap central de um transformador é localizado no centro da fiação que corresponde ao enrolamento do secundário – que corresponde à metade

do valor da tensão de pico na saída do transformador, caso fosse conectado à totalidade de espiras do secundário deste transformador.

Retificador de Onda Completa (transformador com tap central)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Comportamento por semiciclo do retificador de onda completa do exemplo anterior: – O semiciclo positivo (AC) é mostrado na figura a seguir. A polaridade induzida no

secundário é tal que faz D1 conduzir. Nota: o catodo do diodo D1 é conectado ao resistor.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Em relação ao retificador de meia onda, o retificador de onda completa pode ser utilizado para alimentar circuitos eletrônicos de

potência mais alta.

Retificador de Onda Completa (transformador com tap central)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Comportamento por semiciclo do retificador de onda completa do exemplo anterior: – O semiciclo negativo (AC) é mostrado na figura a seguir. A polaridade induzida no

secundário é tal que faz D2 conduzir. Nota: o catodo do diodo D2 é conectado ao resistor.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Este tipo de retificador de onda completa que é conectado a um transformador de entrada com tap central existe em um

encapsulamento, por exemplo, TO-220AB

Retificador de Onda Completa (transformador com tap central)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Neste retificador de onda completa, os anodos dos diodos estão virados para o resistor RL, a onda retificada pulsante resultante terá polaridade negativa.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

O tap central de um transformador é localizado no centro da fiação que corresponde ao enrolamento do secundário – que corresponde à metade

do valor da tensão de pico na saída do transformador, caso fosse conectado à totalidade de espiras do secundário deste transformador.

Retificador de Onda Completa (Ponte Retificadora)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• Em alguns projetos, pode não ser necessário – ou não ser desejada – a existência de um transformador no projeto do circuito eletrônico a ser alimentado com corrente contínua. – O retificador de onda completa necessita de quatro diodos para realizar a conversão de

uma corrente alternada em contínua pulsante.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Exemplo de encapsulamento para um retificador em ponte

Retificador de Onda Completa (Ponte Retificadora)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• No semiciclo positivo da entrada CA, a corrente flui através de D2, através do resistor RL, depois D1 e retorna à fonte.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Exemplo de encapsulamento para um retificador em ponte

Retificador de Onda Completa (Ponte Retificadora)

MII 2.1 – RETIFICAÇÃO

• No semiciclo negativo da entrada CA, a corrente flui através de D4, através do resistor RL, depois D3 e retorna à fonte.

Fluxo de corrente convencional no diodo: Anodo para o Catodo

Exemplo de encapsulamento para um retificador em ponte

RESUMO • Corrente Alternada (CA): Energia

fornecida pelas concessionárias, padronizada em 127V CA na maioria dos casos, é a principal motivação para uso de retificadores

• Retificador de meia onda: Circuito geralmente composto de um diodo em série com a carga a ser alimentada, que gera uma onda retificada pulsante que aproveita somente um semiciclo da energia CA fornecida, e por causa desta característica tem baixa potência

• Retificador de onda completa: circuito composto de uma ponte de diodos conectados à saída de um transformador de entrada conectado à energia CA fornecida, e converte todos os semiciclos alternados para uma onda retificada pulsante - maior potência

Diodo PN: diodo mais comum, usado como chave, retificador, etc. Comumente composto de silício

Diodo Zener: diodo polarizado reversamente, utilizado para regulação de tensão

LED: diodo emissor de luz (light emitting diode), é composto de vários materiais e é utilizado em várias finalidades

Varactor ou Varicap: diodo com capacitância ajustável, utilizado como substituto de capacitores ajustáveis (muito caros e delicados)

Polarização de um diodo: na polarização direta, a corrente (sentido convencional) flui do anodo para o catodo. Na polarização reversa, em geral a corrente de fuga que ocorre no diodo pode ser considerada desprezível.

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REFERÊNCIAS

[1] ALVES CRUZ, Eduardo Cesar; CHOUERI JR., Salomão. Eletrônica Aplicada. Érica, São Paulo. 2008.

[2] BOYLESTAD. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. Prentice Hall do Brasil, Rio de Janeiro. 1984.