Dispositivo, princípio de funcionamento e diagrama da ponte retificadora de diodos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A corrente elétrica alternada é convertida em uma pulsação constante através do uso de circuitos eletrônicos especiais - pontes de diodos. O circuito da ponte de diodo retificador é dividido em 2 versões: monofásica e trifásica.

Na operação do retificador, o elemento principal é o diodo. Estruturalmente, é uma placa de cristal semicondutor com duas zonas de condutividade diferente. Uma característica é a transmissão unidirecional de corrente elétrica, dependendo da direção do fluxo.

O projeto e operação de um diodo retificador são baseados nas características da junção p-n entre zonas semicondutoras. Sua resistência depende da polaridade da tensão externa. Em um caso é grande, no outro é insignificante.

Ponte monofásica de diodo

Quando a entrada é uma tensão senoidal alternada, em cada semiciclo, a corrente passa por um par de diodos e o outro é fechado. Como resultado, na saída do circuito da ponte de diodo retificador,tensão pulsante, cuja frequência é o dobro da entrada.

Circuito de ponte trifásica

Este circuito usa retificadores de diodo meia ponte. A tensão de saída aqui é obtida com menos ondulação.

Como suavizar a ondulação ao retificar a fonte de alimentação?

A qualidade da tensão retificada diminui à medida que sua ondulação aumenta. Para reduzi-la, são utilizados elementos que acumulam energia quando ela vem do retificador e a cedem quando ele deixa de fornecer.

No circuito de ponte de diodos de um retificador com capacitor, este é conectado em paralelo com a carga. Sua capacidade é selecionada dependendo da corrente de carga. Quando um pulso é aplicado, o capacitor é carregado. Entre pulsos (quando não há nenhum), a tensão dele é dada à carga.

Como resultado da suavização, a tensão de saída do filtro torna-se maior e se aproxima da amplitude do valor retificado.

A tensão ideal na saída do filtro não pode ser obtida devido à descarga do capacitor entre os pulsos. Normalmente, essas ondulações são aceitáveis. Eles podem ser reduzidos aumentando a capacitância do capacitor.

Se um indutor for usado para suavização, ele será conectado em série com a carga. Os circuitos de filtro combinados incluem bobinas e capacitores.

Projetos de pontes de diodo

O dispositivo de ponte mais simples é realizado soldando diodos individuais. Na indústria, são produzidas estruturas monolíticas, que são menostamanhos e mais baratos. Além disso, são selecionados diodos com características semelhantes, o que lhes permite trabalhar com o mesmo aquecimento. Isso melhora a confiabilidade do circuito da ponte de diodo retificador.

A vantagem das pontes de diodos de elementos individuais é a possibilidade de reparo quando um deles falha. O conjunto deve ser substituído completamente. Raramente ocorrem falhas nele, pois os elementos são selecionados corretamente.

Retificadores de Potência

Os dispositivos que consomem alta corrente geralmente são alimentados por 220 V. Os dispositivos não são conectados diretamente, pois a tensão dos circuitos eletrônicos é pequena e a corrente é constante. Em seguida, use o adaptador de rede.

A tensão é reduzida por um transformador, que também cria uma isolação galvânica entre os circuitos de alimentação primário e secundário. Isso reduz o risco de choque elétrico e protege o equipamento caso ocorra um curto-circuito no circuito.

Adaptadores modernos na maioria dos casos funcionam de acordo com um circuito sem transformador simplificado sem isolação galvânica, onde o excesso de tensão é absorvido pelo capacitor.

Circuito de ponte de diodo de 12 volts: instruções e montagem

A fonte de alimentação é composta por dois módulos, sendo o primeiro um transformador abaixador e o segundo uma ponte de diodos que converte um tipo de tensão em outro.

Um transformador adequado é selecionado. O enrolamento primário está localizado usando um testador. Sua resistência deve ser a maior. Ao tocar com um multímetro no modo de medição de resistência, otermina. Em seguida, outros pares são encontrados e as marcações são feitas.

220 V são fornecidos ao enrolamento primário. Em seguida, o testador é comutado para o modo de medição de tensão CA e a tensão nos enrolamentos restantes é medida. Você deve escolher ou enrolar um de 10V. É importante que a tensão não seja de 12V, pois após o filtro capacitivo ela aumenta em 18%.

O transformador é selecionado para a potência necessária, após o que é obtida uma margem de 25%.

4 diodos são torcidos em uma ponte de diodos e as extremidades são soldadas. Em seguida, o circuito é conectado, um capacitor de 25 V e 2200 microfarad (eletrólito) é conectado à saída e verificado em operação.

Circuito de ponte de diodo retificador 24V sem transformador

Na prática de rádio amador, fontes de alimentação de baixa potência sem transformadores são amplamente utilizadas.

A alimentação 220V é fornecida através do capacitor de lastro C1. O retificador consiste em diodos VD1, VD2 e diodos zener VD3, VD4. Para eliminar picos de corrente através da ponte, um resistor limitador de corrente de 50-100 ohm é instalado em série com o capacitor quando a energia é conectada. Para descarregar o capacitor quando o circuito não estiver funcionando, um resistor de 150-300 kΩ é conectado a ele em paralelo.

Um capacitor de suavização com capacidade de 2000 microfarads é instalado na saída do circuito.

A f alta de acoplamento galvânico cria risco de choque elétrico.

Aplicativo

Aplicações de ponte de diodoextremamente amplo e variado:

• luminárias (LED e lâmpadas fluorescentes);
• contadores de eletricidade;
• fontes de alimentação para equipamentos eletrônicos;
• fontes de alimentação industriais, controles e carregadores.

Como escolher diodos para fazer uma ponte de diodos?

Os principais critérios de seleção são a tensão e a corrente nas quais o diodo não superaquece. Quando ligado diretamente, uma tensão de cerca de 0,6 V cai sobre ele, pois possui resistência interna. A tensão reversa que o diodo pode suportar sem entrar no modo de ruptura térmica e elétrica tem um certo limite. Se for projetado para 220 V, uma margem de pelo menos 25% é tomada. Mas é melhor deixá-lo grande o suficiente para proteger contra picos de energia acidentais.

A corrente também é tomada com margem. Um radiador de resfriamento é fornecido, se necessário.

Para a escolha certa, use a tabela de referência de diodos e pontes de diodos.

Fabricantes de pontes de diodo

Entre os elementos para equipamentos de iluminação, destacam-se os retificadores das séries 1N4007 e MS250 fabricados pela Diotec. Eles são projetados para tensões de até 1000 V. No primeiro caso, o circuito de ponte de diodos é composto por 4 diodos colocados em uma placa de circuito impresso, e no segundo é apresentado como um conjunto compacto. Enquanto a série 1N4007 é confiável em operação, o conjunto MS250 economiza peso e pegada. Apesar disso, a demanda pela série 1N4007 continua forte, pois o preço caiuque é determinado principalmente pelo custo das ligações de cobre.

A tecnologia de fabricação das pontes de diodo da série MS continua. Agora todos os 4 cristais da ponte estão instalados juntos, o que aumenta sua resistência ao calor devido à uniformidade dos parâmetros.

A confiabilidade dos retificadores diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Este problema é resolvido pela série B250S2A, que é classificada em 2,3 A e passa 0,7 A a 125°C.

A maioria dos fabricantes compra diodos e monta retificadores acabados. A Diotec cuida de todo o ciclo de produção, desde a fabricação do cristal até a montagem e embalagem.

Outra empresa líder global - IRF - possui tecnologias exclusivas para reduzir as dimensões das peças, melhorar a transferência de calor e aumentar a eficiência da tecnologia de semicondutores. É a única que produz componentes para todo o ciclo de conversão de energia.

Conclusão

O circuito de ponte de diodo retificador é usado em todos os equipamentos eletrônicos. Devem ser usados retificadores de onda completa, cujas características são muito melhores que os de onda única. Você pode verificar qualquer um deles tocando em cada diodo.