É necessário usar um retificador de pico para projetar uma fonte de alimentação CC que ofereça uma saída CC média de 12 V em que uma ondulação máxima de pm 1 V seja permitida. O retificador alimenta uma carga de 200 Omega e é alimentado por uma tensão da rede ( 120 V rms, 60 Hz) mediante um transformador. Os diodos disponíveis têm queda de 0,7 V quando estão conduzindo. Se o projetista optar pelo circuito de onda completa em ponte:
© Determine a tensão inversa máxima que aparecerá no diodo (PIV do diodo).

Passo 1

Beleza, o que temos aqui é um retificador de onda completa em ponte que deve entregar em média 12 V de CC na saída, com ondulação de ±1 V, alimentando 200 Ω. A rede é 120 V rms/60 Hz, passa por um transformador e depois por quatro diodos (ponte). A parte © pede para achar a PIV (Peak Inverse Voltage) máxima que cada diodo vai sofrer. Para isso vamos precisar dos conceitos de:
• Corrente de carga IL
• Filtro capacitivo e cálculo do ripple De
• Tensão de pico do secundário do transformador Vsec,pk
• Teoria de tensão inversa máxima em diodos de ponte

Passo 2

Primeiro, organizando os dados:
• Tensão DC média desejada: VDC=12,V
• Ripple máximo permitido: ±1 V → DeV
• Carga: RL=200 Omega
• Frequência da rede: f=60,Hz → retificador full‐wave tem 2f=120,Hz
• Queda em cada diodo: VD=0,7,V

Passo 3

Calcular a corrente de carga:
IL=VDCRL=12200=0,06 A

Passo 4

Determinar o capacitor que garante DeV. No retificador full‐wave o tempo de descarga é 1/(2f), daí
De

Passo 5

Agora, a tensão de pico do secundário vem de que o capacitor carrega até o pico do secundário menos as duas quedas de diodo:
‐ No topo do ripple a saída atinge Vmax=VDC+DeV.
‐ Logo,
$$V_{sec,pk}-2V_D=13\quad\Longrightarrow\quad
V_{sec,pk}=13+2\cdot0{,}7=14{,}4V$$

Passo 6

Teoria da PIV em ponte: quando dois diodos conduzem, os outros dois ficam submetidos à tensão inversa máxima. Numa meia-onda reversa, o terminal primário vira – Vsec,pk e o catodo do diodo bloqueado está em +Vcap=Vsec,pk-2VD. Então a tensão inversa máxima é
$$\mathrm{PIV}=(V_{sec,pk}-2V_D)-\bigl(-V_{sec,pk}\bigr)
=2,V_{sec,pk}-2V_D$$
Substituindo:
PIV=(Vsec,pk-2VD)-l(-Vsec,pkr) =2,Vsec,pk-2VD

Resposta

A tensão inversa máxima em cada diodo (PIV) vale aproximadamente 27,4 V.

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