Il circuito raddrizzatore ad una semionda 1/3 Si supponga che il diodo sia ideale, o privo di resistenza, e che siano inoltre trascurabili la resistenza e la reattanza di dispersione del trasformatore. Con una tensione di ingresso sinusoidale, e = Emsent, si hanno per le correnti le seguenti relazioni: (13-1) (13-2) Fig. 13.2 (a) Circuito ad una semionda con un diodo a vuoto. (b) Come (a) con un diodo P-N. (c) Impulsi di corrente nel carico R.

Il circuito raddrizzatore ad una semionda 2/3 Il valore medio degli impulsi di corrente è dato da : (13-3) La tensione continua sul carico è fornita da: (13-4) La potenza alternativa fornita al circuito dal trasformatore, è data da: (13-5) Il valore efficace della corrente Irms può essere ricavato in base alla sua definizione: (13-6)

Il circuito raddrizzatore ad una semionda 3/3 L’analisi di Fourier della tensione impulsiva applicata al carico, fornisce, tenendo conto che gli impulsi sono mezze sinusoidi: (13-7) dove k assume i valori 2, 4, 6, 8… (13-8) Il rendimento di conversione è espresso da: che per un circuito ad una semionda vale: (13-9)

Il circuito raddrizzatore ad onda intera 1/2 Fig. 13.3. (a) Raddrizzatore ad onda intera. (b) Impulsi di corrente nel carico. (13-10) (13-11) (13-12)

Il circuito raddrizzatore ad onda intera 2/2 La potenza totale alternativa in ingresso è allora il doppio, cioè: (13-13) L’analisi di Fourier della tensione impulsiva formata da mezze sinusoidi fornisce: (13-14) dove k assume i valori 2, 4, 6, 8… Se si scrive l’equazione relativa ai potenziali istantanei per il circuito secondario della fig. 13.3. A, essendo il diodo D1 in conduzione e D2 interdetto, si ha : eb1=2e=-Emsent La tensione inversa di picco che agisce su D2 è il valore massimo della suddetta espressione, e viene ottenuta per t= 3/2. Quindi (13-15)

Il circuito raddrizzatore a ponte ad onda intera Fig.13.4. Raddrizzatore a ponte; è indicato il verso della corrente in un semiperiodo

Il fattore di ondulazione Le componenti alternative provocano nei circuiti raddrizzatori delle pulsazioni dette ondulazione che causano ronzio negli amplificatori audio, e sono fastidiose per l’alimentazione della maggior parte dei circuiti elettronici. L’entità dell’ondulazione, paragonata alla componente continua della corrente o tensione, rappresenta in indice del livellamento dell’uscita del raddrizzatore e viene chiamata fattore di ondulazione. = fattore di ondulazione = Valore efficace di tutte le componenti alternative componente continua (13-16) La corrente di carico di un raddrizzatore è composta della componente continua Idc e del valore efficace di tutte le componenti alternative Iac. Per definizione, il valore efficace Irms della corrente totale di carico è: da cui si ricava (13-17) In base alla definizione di fattore di ondulazione risulta allora: (13-18)

Il filtro capacitivo 1/4 Raddrizzatore ad onda intera con filtro capacitivo. Forma d’onda della tensione. Forma d’onda della corrente nei diodi

Il filtro capacitivo 2/4 Fig. 13.7. Impulsi di corrente nei diodi e tensione sul carico e, per un circuito ad onda intera per RC=30

Forma approssimata della tensione sul carico per un circuito ad onda intera con filtro capacitivo. Tensione effettiva di ingresso e di uscita per RC=30

Il filtro capacitivo 3/4 per ipotesi dq/dt=Idc Forma approssimata della tensione sul carico per un circuito ad onda intera con filtro capacitivo. Tensione effettiva di ingresso e di uscita per RC=30 (13-28) (13-29) (13-30) per ipotesi dq/dt=Idc

Il filtro capacitivo 4/4 sostituendo nella (13-28) si ha: (13-31) il valore efficace della tensione di ondulazione e: (13-32) dalla definizione di fattore di ondulazione, segue: (13-33) ai fini del progetto si può mettere in relazione il valore efficace della tensione secondaria del trasformatore con la tensione continua in uscita sfruttando la (13-31): (13-34)

Edc/Em in funzione di RC per un circuito ad onda intera

Andamento del fattore di ondulazione

Stabilizzazione Poiché la tensione di uscita continua Vo dipende dalla tensione continua Vi d’ingresso non stabilizzata, dalla corrente di carico IL e dalla temperatura T, la variazione Vo della tensione d’uscita di un alimentatore può essere espressa da oppure I tre coefficienti sono definiti come resistenza di uscita: fattore di stabilità: coefficiente di temperatura: Minore è il valore dei tre coefficienti, migliore è la stabilizzazione dell’alimentatore. La variazione Vi può essere dovuta alla variazione della tensione alternata di rete o a un filtraggio insufficiente

Alimentatore stabilizzato Fig.18.16 Alimentatore stabilizzato

Stabilizzazione di tensione in serie Fig.18.17 Alimentatore stabilizzato a transistori. Q1 è il regolatore serie, Q2 è l’amplificatore di errore e D è il diodo Zener di riferimento

Circuiti tosatori Fig. 4.10. Un circuito tosatore, con due diodi, che limita a due livelli indipendenti. (b) Transcaratteristica lineare a tratti del circuito indicato (a). E’ indicata la tensione di ingresso sinusoidale e l’uscita tosata ai due estremi.

Circuiti tosatori Fig. 4.9. Quattro circuiti con diodi tosatori. In (a) e (c) il diodo è posto in parallelo. In (b) e (d) il diodo compare in serie. Sotto a ciascun circuito è indicata la forma d’onda di uscita (tratto continuo) corrispondente a una sinusoide all’ingresso. La linea a tratti indica la parte della tensione di ingresso che viene eliminata.

Circuiti tosatori Fig. 4.8. (a) Un circuito con diodo tosatore che trasferisce inalterata la parte della forma d’onda con tensione inferiore a VR - V. (b) Transcaratteristica lineare a tratti del circuito. E’ indicata una tensione di ingresso sinusoidale e la corrispondente tensione di uscita tosata

Circuiti tosatori Fig. 4.7. (a) Un circuito con diodo tosatore che trasferisce inalterata la parte della forma d’onda con tensione inferiore a VR + V. (b) Transcaratteristica lineare a tratti del circuito. E’ indicata una tensione di ingresso sinusoidale e la corrispondente tensione di uscita tosata