Prof. Heverton Augusto Pereira

heverton.pereira@ufv.br

1

Eletrônica de Potência

Aula 03 – Circuitos e Retificadores com diodos

Parte 1 - Retificadores monofásicos, trifásicos e polifásicos

Tópicos

01 - Introdução

02 - Diodos de potência e circuitos RLC chaveados

03 - Retificadores com diodos

04 - Transistores de potência

05 Conversores CC-CC

06 Tiristores

07 Retificadores controlados

08 - Conversores CC-CA

09 - Controladores de tensão CA

10 - Inversores de pulso ressonante

Introdução

Capítulo 3 do Livro

M. H. Rashid: Eletrônica de Potência:Dispositivos, circuitos e aplicações. 4ª.Edição, Pearson, 2014

• Um retificador é um circuito que converte um sinal CA em um sinal unidirecional, ou seja, é um conversor CA-CC.

• Dependendo do tipo de alimentação de entrada, os retificadores são classificados em:

• monofásicos e

• trifásicos.

Introdução

• Apenas um diodo.

Retificadores monofásicos de meia onda

• Retificador de onda completa com transformador com derivação central:

Retificadores monofásicos de onda completa

• Retificador de onda completa em ponte:

Retificadores monofásicos de onda completa

• https://www.semikron.com/products/product-lines/rectifier-bridges.html

Retificadores monofásicos de onda completa

• SKB35

2 condições:• Modo contínuo• Modo descontínuo

Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL

2 condições:• Modo contínuo• Modo descontínuo

Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL

Retificadores polifásicos em estrela

Retificadores polifásicos em estrela

Retificadores trifásicos em estrela

https://www.wikiwand.com/en/Rectifier

Retificadores 6 pulsos

• https://www.semikron.com/products/product-lines/rectifier-bridges.html

Retificadores monofásicos de onda completa

• SKB35

https://www.semanticscholar.org/paper/Harmonic-cancellation-for-a-twelve-pulse-rectifier-Raju-

Daneshpooy/7f7f7bf7b5c7dab61ffc8521e4fa19be2b250172/figure/0

Retificadores 12 pulsos

https://www.motioncontroltips.com/faq-what-is-a-pulse-rectifier-and-what-kinds-are-there/

Retificadores 12 pulsos

https://www.researchgate.net/publication/3172302_Modeling_Simulation_and_Test_of_a_Three-Level_Voltage-

Source_Inverter_With_Output_LC_Filter_and_Direct_Torque_Control/figures?lo=1

Retificadores 12 pulsos

https://www.motioncontroltips.com/faq-what-is-a-pulse-rectifier-and-what-kinds-are-there/

Comparação Retificadores

Abraço!

Heverton Augusto Pereira

Prof. Departamento de Engenheira Eletrica | UFV

Coordenador da Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência |Gesep

Membro do Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Elétrica | PPGEL/CEFET-MG

E-mail: heverton.pereira@ufv.br21

Prof. Heverton Augusto Pereira

heverton.pereira@ufv.br

22

Eletrônica de Potência

Aula 03 – Circuitos e Retificadores com diodos

Parte 2 - Parâmetros de performance de retificadores

• O valor médio da tensão de saída (da carga), VCC

• O valor médio da corrente de saída (da carga), ICC

• A potência CC de saída:

Parâmetros de desempenho

��� = 1� � � �

�

��� = 1� � � �

�

��� = ��� × ���

= �� +

Exemplo

�� = 1� � � �

�

�� � = �����()

= 12� � �����()�

�

+ � 0�

�

�

�� = ��!"�()2�

�→

�$ � = ��% ���()

�& = ���%�� = ��

� ��� = �� � %

• O valor eficaz (rms) da tensão de saída, Vrms

• O valor eficaz (rms) da corrente de saída, Irms

• A potência CA de saída

Parâmetros de desempenho

�'(& = 1� � �) �

�

�'(& = 1� � �) �

�

Exemplo

�� = 1� � �) �

�

�� � = �����()

= 12� � �� ��� ()�

�

�� =�� + ���(2)

24�

�

→

�$ � = ��% ���()

�& = ��2%�� = ��

2 ��+ = �� 4%

• A eficiência (ou razão de retificação) de um retificador, que é umafigura de mérito e nos permite comparar a eficácia:

Parâmetros de desempenho

��+ = �� 4%

η =��

� %�� 4%

= 4� = 40,5%

��� = �� � %

• O valor eficaz (rms) da componente CA da tensão de saída é:

Parâmetros de desempenho

�'(& = ��2��� = ��

�

��+ = ��2

− ��

�

= 0,385��

• O fator de forma, que é uma medida da forma da tensão de saída, é:

Parâmetros de desempenho

�'(& = ��2��� = ��

�

33 =��2���

= �2 = 1,57

• O fator de ondulação ou fator de ripple, que é uma medida doconteúdo de ondulação:

• O fator de ondulação pode ser expresso como:

Parâmetros de desempenho

��� = �����+ = 0,15�� 3% = 0,15��

���= 1,21

• O fator de utilização do transformador é definido como:

Parâmetros de desempenho

��� = �� � %

35� =��

� %��2

��2%= 0,286

�$ � = �����()

�$ = 12� � �� ��� ()�

�

= ��

2 �& = ��2%

• O fator de potência pode ser indicado como:

Parâmetros de desempenho

��+ = �� 4% �$ = ��

2 �& = ��2%

3� =�� 4%��2

��2%= 0,709

• O fator de crista, muitas vezes, é de interesse para especificaras capacidades de corrente dos dispositivos e componentes.

• O fator de crista da corrente de entrada é definido como arelação entre os valores máximo e eficaz dessa corrente:

Parâmetros de desempenho

�$ � = ��% ���() �$ 8�!" = ��

%39 =

��%��2%= 2

�& = ��2%

Parâmetros de desempenho: Comparação

3� = 0,709

35� = 0,286

3% = 1,2133 = 1,57

��+ = 0,385��

η = 40,5%

3� = 0,956

35� = 0,954

3% = 0,0433 = 1,0009

��+ = 0,07��

η = 99,8%

Capítulo 3 do Livro

Agora é com vocês!

M. H. Rashid: Eletrônica de Potência:Dispositivos, circuitos e aplicações. 4ª.Edição, Pearson, 2014

Abraço!

Heverton Augusto Pereira

Prof. Departamento de Engenheira Eletrica | UFV

Coordenador da Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência |Gesep

Membro do Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Elétrica | PPGEL/CEFET-MG

E-mail: heverton.pereira@ufv.br36

• Os capacitores CA de filme usam um filmede polipropileno metalizado.

• Oferecem capacitância com tolerânciapequena, correntes de fuga muito baixas epequena variação da capacitância com atemperatura.

• Possuem baixas perdas, onde umaresistência série equivalente (ESR) e um fatorde dissipação muito baixo permitem umadensidade de corrente relativamente alta.

• Combinação de alta capacitância e baixo FD,o que permite altas correntes CA.

Fonte:

http://old.weg.net/br/Produtos-e-

Servicos/Controls/Capacitores-e-Correcao-

do-Fator-de-Potencia/Capacitores-de-

Polipropileno

Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores

• Os capacitores cerâmicos são capacitores de usogeral, especialmente em Cis com tecnologia demontagem em superfície. Destaca-se seu baixo custo.

• Um capacitor eletrolítico de alumínio sãoconstruídos com placas embebidos em eletrólitolíquido, conectadas a terminais e selados em uma lata.

• Esses capacitores geralmente oferecem valores decapacitância de 0,1 μF a 3 F e faixas de tensão de 5 V a750 V.

Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores

• Os capacitores de tântalo sólido são dispositivospolarizados (tensão reversa máxima de 1 V) comterminais distintos, positivo e negativo, e sãooferecidos em vários estilos.

• Os valores típicos de capacitância são de 0,1 μF, a 1000μF, e as faixas de tensão vão de 2 V a 50 V.

• Os supercapacitores oferecem valores extremamenteelevados de capacitância (farads) em várias opções deencapsulamento que satisfazem as exigências de perfilbaixo, montagem de superfície through hole e altadensidade.

Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores