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
V seja permitida. O retificador alimenta uma carga de 200
e é alimentado por uma tensão da rede (
V rms, 60 Hz) mediante um transformador. Os diodos disponíveis têm queda de
V quando estão conduzindo. Se o projetista optar pelo circuito de onda completa em ponte:
(d) Calcule a corrente média pelo diodo durante a condução
(d) Calcule a corrente média pelo diodo durante a condução
Passo 1
Beleza, o enunciado manda projetar uma fonte CC com retificador de onda-completa em ponte, de saída média 12 V e ripple máximo de ±1 V, alimentando 200 Ω, com diodos de queda 0,7 V e rede de 120 V rms a 60 Hz (transformador incluso).
Conteúdo: teoria de retificadores com filtro capacitivo (full-wave bridge), cálculo de ripple, ângulo de condução e corrente média no diodo durante o pulso. Vamos precisar das fórmulas de:
Conteúdo: teoria de retificadores com filtro capacitivo (full-wave bridge), cálculo de ripple, ângulo de condução e corrente média no diodo durante o pulso. Vamos precisar das fórmulas de:
- Valor de pico e ripple do capacitor.
- Cálculo do ângulo de condução (θ) usando
. - Cálculo da corrente média durante o intervalo de condução.
Passo 2
Primeiro, fixamos os dados importantes:
-
(média desejada) - Ripple máximo ±1 V ⇒ pico a pico
- Carga
⇒ corrente DC - Cada diodo cai 0,7 V, mas na ponte são 2 diodos em série ⇒ queda total
.
A tensão de pico do capacitor,
, vai ser
Para que o capacitor chegue a 13 V precisando vencer os 1,4 V dos diodos, o pico do secundário do transformador deve ser
Passo 3
Agora o ângulo de condução θ: a condução começa quando a fonte atinge
, ou seja, quando
Aqui
. Então
Logo
Passo 4
Queremos a corrente média no diodo durante o pulso de condução, ou seja, a média condicionada ao tempo em que ele está ligado.
— O diodo conduz por um total de rad por cada período
.
— A carga puxa o tempo todo, mas o diodo só fornece carga no pulso: a carga total a cada período é
, e isso é entregue durante o tempo de condução
— A corrente média durante a condução é
— O diodo conduz por um total de
— A carga puxa
— A corrente média durante a condução é
Substituindo
A e
rad:
Resposta
A corrente média no diodo, durante o pulso de condução, é aproximadamente