Rectifier podem ser de fase única ou multi-fase. A maioria dos retificadores de baixa potência para equipamentos domésticos são de fase única, mas a retificação de três fases é muito importante para aplicações industriais e para a transmissão de energia como DC (HVDC).
rectificadores de fase única
semi-onda rectificationEdit
na rectificação de meia-onda de um fornecimento de fase única, a metade positiva ou negativa da onda AC é passada, enquanto a outra metade é bloqueada., Matematicamente, é uma função de passo (para passo positivo, bloco negativo): passar positivo corresponde à função de rampa sendo a identidade em entradas positivas, bloqueando negativo corresponde a ser zero em entradas negativas. Como apenas metade da forma de onda de entrada atinge a saída, a tensão média é menor. A retificação de meia onda requer um único díodo em uma única fase de alimentação,ou três em uma fase de alimentação de três., Retificadores produzem uma corrente contínua unidirecional, mas pulsante; retificadores de meia onda produzem muito mais ondulação do que retificadores de onda completa, e muito mais filtragem é necessária para eliminar harmônicos da frequência AC da saída.,v>rectificador de Meia-onda
sem carga tensão CC de saída de um ideal rectificador de meia-onda para uma senoidal da tensão de entrada é:
V r m s = V p e k 2 V d c = V p e k π {\displaystyle {\begin{alinhado}V_{\mathrm {rms} }&={\frac {V_{\mathrm {pico} }}{2}}\\V_{\mathrm {dc} }&={\frac {V_{\mathrm {pico} }}{\pi }}\end{alinhado}}}
em que:
Vcc, Vav – DC ou média tensão de saída, Vpeak, o valor de pico da fase de tensões de entrada, Vrms, o valor root mean square (RMS) do valor da tensão de saída.,
retificationedit Full-wave
retifier Full-wave, with vacuum tube having two anodes.
um retificador de onda completa converte a totalidade da forma de onda de entrada para uma de polaridade constante (positiva ou negativa) na sua saída. Matematicamente, isto corresponde à função do valor absoluto. A retificação de onda completa converte ambas as polaridades da forma de onda de entrada para corrente contínua pulsante (corrente contínua), e produz uma tensão de saída média mais elevada., Dois díodos e um transformador com escuta central, ou quatro díodos em uma configuração de ponte e qualquer fonte de AC (incluindo um transformador sem torneira central), são necessários. Díodos simples semicondutores, díodos duplos com um cátodo comum ou ânodo comum, e pontes de quatro ou seis díodos são fabricados como componentes únicos.
Retifier de Ponte de Graetz: um retificador de onda completa usando quatro díodos.,
Para alternada monofásica, se o transformador é de centro-aproveitado, em seguida, os dois diodos de back-to-back (cátodo-para-cátodo ou ânodo para o ânodo, dependendo da polaridade de saída necessária) pode formar-se uma onda completa retificador. O dobro de voltas são necessárias no transformador secundário para obter a mesma tensão de saída do que para um retificador de ponte, mas a potência é inalterada.
retifier Full-wave using a center tap transformer and 2 diodes.,3fcbb794e7″>
A médio e RMS sem carga tensões de saída de um ideal monofásico de onda completa retificador são:
V c d = V v = 2 ⋅ V p e k π V r m s = V p e k 2 {\displaystyle {\begin{alinhado}V_{\mathrm {dc} }=V_{\mathrm {av} }&={\frac {2\cdot V_{\mathrm {pico} }}{\pi }}\\V_{\mathrm {rms} }&={\frac {V_{\mathrm {pico} }}{\sqrt {2}}}\end{alinhado}}}
Muito comum duplo-diodo retificador de tubos a vácuo contendo uma única catodo comum e dois ânodos dentro de um único envelope, alcançar o rectificador de onda completa com saída positiva., O 5U4 e o 80/5Y3 (4 pinos)/(octal) foram exemplos populares desta configuração.rectificadores de três fases
rectificadores de uma só fase são normalmente utilizados para fornecimento de energia para Equipamento doméstico. No entanto, para a maioria das aplicações industriais e de alta potência, circuitos rectificadores de três fases são a norma. Tal como acontece com retificadores de fase única, retificadores de três fases podem assumir a forma de um circuito de meia onda, um circuito de onda completa usando um transformador batizado central, ou um circuito de Ponte de onda completa.,
tiristores são comumente usados no lugar de díodos para criar um circuito que pode regular a tensão de saída. Muitos dispositivos que fornecem corrente contínua geram de fato três fases AC. Por exemplo, um alternador de automóveis contém seis díodos, que funcionam como um retificador de onda completa para carga de bateria.,
trifásico de meia-onda circuitEdit
Controlada trifásico de meia onda retificador de circuito utilizando tiristores como os elementos de comutação, ignorando fornecimento de indutância
o descontrole de três fases, de meia-onda ponto médio do circuito requer três diodos, um ligado a cada fase. Este é o tipo mais simples de retificador de três fases, mas sofre de distorção harmônica relativamente alta nas conexões AC e DC., = 3 ⋅ 6 ⋅ V L N 2 π {\displaystyle V_{\mathrm {av} }={\frac {3\cdot {\sqrt {6}}\cdot V_{\mathrm {LN} }}{2\pi }}} ≈ 1,17 ⋅ V L N {\displaystyle V_{\mathrm {LN} }}
trifásica, completa-circuito de onda usando o centro-aproveitado transformerEdit
Controlada trifásico de onda completa retificador circuito utilizando tiristores como os elementos de comutação, com um centro-aproveitado transformador, ignorando fornecimento de indutância
Se a alimentação de CA é alimentado através de um transformador com um centro de toque, um circuito retificador com a melhoria da harmônica de desempenho podem ser obtidos., Este retificador agora requer seis díodos, um conectado a cada extremidade de cada bobinamento secundário do transformador. Este circuito tem um número de pulso de seis, e de fato, pode ser pensado como um circuito de meia onda de seis fases.
Antes de dispositivos de estado sólido tornou-se disponível, a meia-circuito de onda e de onda completa circuito utilizando-centro aproveitado transformador, foram muito comumente utilizado em retificadores industriais usando mercúrio-arco válvulas. Isto porque as entradas de alimentação de três ou seis CA poderiam ser alimentadas a um número correspondente de eletrodos anódicos em um único tanque, compartilhando um cátodo comum.,com o advento dos diodos e tiristores, estes circuitos tornaram-se menos populares e o circuito de Ponte de três fases tornou-se o circuito mais comum.
Three-phase bridge rectifier uncontrolledEdit
disassembled automobile alternator, showing the six diodes that comprises a full-wave three-phase bridge rectifier.
para um retificador de ponte trifásica não controlado, utilizam-se seis díodos, e o circuito tem novamente um número de pulso de seis. Por esta razão, também é comumente referida como uma ponte de seis pulsos., O circuito B6 pode ser visto simplificado como uma conexão em série de dois circuitos centrais de três pulsos.
para aplicações de baixa potência, díodos duplos em série, com o ânodo do primeiro díodo ligado ao cátodo do segundo, são fabricados como um único componente para este fim. Alguns diodos duplos disponíveis comercialmente têm todos os quatro terminais disponíveis para que o usuário possa configurá-los para o uso de uma divisão de fase única, meia ponte, ou retificador de três fases.
para aplicações de maior potência, um único dispositivo discreto é geralmente usado para cada um dos seis braços da ponte., Para as potências mais altas, cada braço da ponte pode consistir em dezenas ou centenas de dispositivos separados em paralelo (onde é necessária uma corrente muito alta, por exemplo na fundição de alumínio) ou em série (onde são necessárias tensões muito elevadas, por exemplo na transmissão de corrente contínua de alta tensão).
Controlada trifásico de onda completa retificador em ponte circuito (B6C) usando tiristores como os elementos de comutação, ignorando fornecimento de indutância. The thyristors pulse in order V1-V6.,ca {3\cdot {\sqrt {6}}\cdot V_{\mathrm {LN} }}{\pi }}} ≈ 2,34 ⋅ V L N {\displaystyle V_{\mathrm {LN} }}
3-fase AC de entrada, de meia onda e de onda completa retificada DC formas de onda de saída
Se a três-fase retificador em ponte é operado de forma simétrica (como positivos e negativos de tensão de alimentação), o ponto central do retificador de saída (ou o chamado isolado potencial de referência) em frente ao ponto central do transformador (ou do condutor neutro) tem uma diferença de potencial, na forma de um triangular tensão de modo comum., Por esta razão, estes dois centros nunca devem ser conectados uns aos outros, caso contrário correntes de curto-circuito fluiriam. O solo do retificador da ponte de três fases em operação simétrica é, portanto, dissociado do condutor neutro ou da terra da tensão da rede. Alimentado por um transformador de aterramento do ponto central da ponte é possível, desde que o enrolamento secundário do transformador é isolado eletricamente da tensão da rede e o ponto estrela do enrolamento secundário não está na terra., Neste caso, porém, correntes de vazamento (negligenciáveis) estão fluindo sobre os enrolamentos do transformador.
a tensão do modo comum é formada a partir dos respectivos valores médios das diferenças entre as tensões de fase positiva e negativa, que formam a tensão de corrente contínua pulsante.,k} }} · 0,25
O valor RMS da tensão de modo comum é calculado a partir do fator de forma para triangular oscilações:
V a c o m u m n − m o d e = v ^ c o m u m n − m o d e 3 {\displaystyle V_{\mathrm {modo comum} }={\frac {{\hat {v}}_{\mathrm {modo comum} }}{\sqrt {3}}}}
Se o circuito é operado de forma assimétrica (como uma simples fonte de tensão com apenas um pólo positivo), ambos os pólos positivo e negativo (ou o isolado potencial de referência) são pulsante em frente ao centro (ou no chão) da tensão de entrada analogamente para o positivo e o negativo de formas de onda das tensões de fase., No entanto, as diferenças nas tensões de fase resultam na tensão de CC de seis impulsos (durante a duração de um período). A separação estrita do centro do transformador do pólo negativo (caso contrário, correntes de curto-circuito irão fluir) ou uma possível ligação do pólo negativo quando alimentado por um transformador isolante aplicar correspondentemente à operação simétrica.
retificador de ponte trifásica controlledEdit
o retificador de ponte trifásica controlado usa tirístores em vez de díodos.,xpressed em termos de linha para linha de tensão de entrada:
V c d = V v = 3 ⋅ V L L p e k π ⋅ cos α {\displaystyle V_{\mathrm {dc} }=V_{\mathrm {av} }={\frac {3\cdot V_{\mathrm {LLpeak} }}{\pi }}\cdot \cos \alpha }
em que:
VLLpeak, o valor de pico da linha para tensões de entrada de linha, Vpeak, o valor de pico da fase (linha neutra) tensões de entrada, α, ângulo de disparo do tiristor (0 se diodos são usados para realizar a retificação)
As equações acima são válidas apenas quando nenhuma corrente é estabelecida a partir da alimentação de CA ou em termos teóricos caso quando a alimentação de CA conexões sem indutância., Na prática, a indutância de alimentação causa uma redução da tensão de saída de corrente contínua com aumento da carga, tipicamente na faixa de 10-20% em plena carga.
o efeito da Indutância de fornecimento é desacelerar o processo de transferência (chamada comutação) de uma fase para a seguinte. Como resultado disto é que, a cada transição entre um par de dispositivos, há um período de sobreposição durante o qual três (ao invés de dois) dispositivos na ponte estão realizando simultaneamente. O ângulo de sobreposição é geralmente referido pelo símbolo μ (Ou u), e pode ser de 20 30° a plena carga., id=”9e7e4daa8e”>
Três-fase controlada Graetz retificador em ponte na alpha=20° com sobreposição ângulo de 20°
Três-fase controlada Graetz retificador em ponte na alpha=40° com sobreposição ângulo de 20°
Doze pulsos bridgeEdit
Doze pulso retificador em ponte usando tiristores como os elementos de comutação., Uma ponte de seis pulsos consiste dos tirístores pares, o outro é o conjunto ímpar.
embora melhor que rectificadores de fase única ou rectificadores de meia-onda de três fases, os circuitos rectificadores de seis impulsos ainda produzem uma distorção harmónica considerável nas ligações AC e DC. Para retificadores de alta potência, a conexão de Ponte de doze pulsos é geralmente usada. Uma ponte de doze pulsos consiste de dois circuitos de Ponte de seis pulsos conectados em série, com suas conexões de CORRENTE ALTERNADA alimentadas a partir de um transformador de alimentação que produz um deslocamento de fase de 30° entre as duas pontes., Isto cancela muitos dos harmônicos característicos que as pontes de seis pulsos produzem.
o deslocamento de fase de 30 graus é geralmente obtido usando um transformador com dois conjuntos de enrolamentos secundários, um em conexão estrela (wye) e um em conexão delta.
Tensão multiplicando-se rectifiersEdit
Comutável ponte completa/tensão doubler.,
O simples rectificador de meia-onda pode ser construído em duas configurações elétricas com os diodos apontando em direções opostas, uma versão conecta-se o terminal negativo da saída direta para a alimentação de CA e a outra conecta-se o terminal positivo da saída direta para a alimentação de CA. Combinando ambos com o alisamento de saída separado é possível obter uma tensão de saída de quase o dobro da tensão de entrada de pico de CA. Isto também fornece uma torneira no meio, o que permite o uso de um circuito como uma fonte de alimentação de trilhos divididos.,
uma variante disto é usar dois condensadores em série para a suavização da saída em um retificador de ponte, em seguida, colocar um interruptor entre o ponto médio desses condensadores e um dos terminais de entrada de CORRENTE ALTERNADA. Com o interruptor aberto, este circuito age como um retificador de Ponte normal. Com o interruptor fechado, age como um retificador de duplicação de voltagem. Em outras palavras, Isso torna fácil derivar uma tensão de aproximadamente 320 V (±15%, aprox.) DC a partir de qualquer fonte de alimentação de 120 V ou 230 V no mundo, este pode então ser alimentado em um modo de alimentação relativamente simples comutada., No entanto, para um dado desejado ondulação, o valor dos capacitores deve ser duas vezes o valor do único necessário para um normal retificador em ponte; quando o interruptor é fechado, cada um deve filtrar a saída de um rectificador de meia-onda, e quando o interruptor está aberto a dois capacitores são ligados em série com um valor equivalente a metade de um deles.
Cockcroft Walton tensão multiplicador
em Cascata do diodo e capacitor de fases pode ser adicionado para tornar um multiplicador de voltagem (Cockroft-Walton-circuito)., Estes circuitos são capazes de produzir um potencial de tensão de saída de corrente contínua até cerca de dez vezes a tensão de entrada de pico de corrente alternada, na prática limitada por problemas de capacidade de corrente e regulação de tensão., Tensão de diodo multiplicadores, frequentemente usado como um impulso à direita estágio primário ou de alta tensão (HV) de origem, são utilizados em HV laser fontes de alimentação, alimentação de dispositivos, tais como tubos de raios catódicos (CRT) (como aqueles usados no CRT com base televisão, radar e sonar), fótons de amplificação de dispositivos encontrados em imagem intensificação e a foto multiplicador de tubos (PMT), e magnétron de rádio frequência (RF) dispositivos utilizados no radar transmissores e fornos de micro-ondas., Antes da introdução da eletrônica semicondutora, os receptores de tubos de vácuo sem transformadores alimentados diretamente a partir de energia de CORRENTE ALTERNADA às vezes usavam dobradores de tensão para gerar cerca de 300 VDC a partir de uma linha de energia de 100-120 V.
