Redresoare

INTRODUCERE IN ELECTRONICA APLICATA - S.l. ing. ILIEV MIRCEA

Pag. 4.1

Cap.4. REDRESOARE MONOFAZATE
Redresoarele transforma energia electrica de curent alternativ in energie electrica de curent continuu. Funcţie de natura elementelor componente, redresoarele sunt: - necomandate - realizate numai cu diode; - semicomandate - realizate cu diode si tiristoare; - comandate - realizate numai cutiristoare. Redresoarele necomandate asigura la ieşire o tensiune continua de valoare medie constanta. Redresoarele semicomandate si comandate asigura la ieşire o tensiune continua reglabila. 4.1. Redresoare monofazate necomandate 4.1.1. Redresoare monofazate monoalternanta Se numesc monoalternanta pentru ca redresează doar o alternanta a tensiunii monofazate. Schema electrica: D + (-) u - (+)
Uωt Us
Usm

C

+

Rs i

Us

a) Forma de unda a tensiunii din secundarul transformatorului.

U2 ωt

b) Forma de unda a us după redresare.

id ωt Us
Usm

c) Forma de unda a id când C nu este conectat.

Uz

d) Forma de unda a us când C este conectat.
ωt

id

ωt

e) Forma de unda a id când C este conectat

Funcţionare: a)- cu C neconectat. Când u are polaritatea faraparanteze (din schema electrica) D este polarizata direct si uS = u - uD unde uD este căderea de tensiune pe dioda D. Când u are polaritatea din paranteze D este blocata si uS = 0 (in realitate D este parcursa de iinvers ~ nA si care se neglijează).

INTRODUCERE IN ELECTRONICA APLICATA - S.l. ing. ILIEV MIRCEA

Pag. 4.2

b)- cu C conectat. D se afla in conducţie numai in intervalele t1 - t2respectiv t3 - t4 din alternantele fara paranteze. D intra in conducţie când u = uC + UD asigurând încărcarea condensatorului C. In momentul t2 , D se blochează deoarece uC = uS ≥ u. Condensatorul C devine sursa de tensiune pentru Rs in intervalul t 2 ÷ t3. C se descarcă pana ce u = uC + UD , când D intra din nou in conducţie. In concluzie capacitatea C se încarcă pe durata de conducţie a diodei D sise descarcă pe rezistenta de sarcina Rs in perioadele când dioda D este blocata. Daca constanta de timp de descărcare a condensatorului RSC indeplineste condiţia RS C >> 1 / f unde f este frecventa tensiunii alternative atunci C se descarcă foarte puţin in timpul unei perioade si tensiunea la bornele lui poate fi considerata aproximativ constanta. Când redresorul functioneaza in gol RS ∞, atunciC se încarcă la valoarea tensiunii de vârf si aceasta se păstrează constanta. In sarcina condensatorul se descarcă si apar variaţii de tensiune de-a lungul unei perioade. Valoarea medie pe sarcina este Umed < 2 Uef.sec. Cu cat Rs este mai mic cu atât pulsaţiile us sunt mai mari relaţia RSC >> 1 / f nu se satisface. O particularitate importanta este aceea ca dioda este parcursa de vârfuri mari decurent. Analiza funcţionarii redresorului este acum relativ dificila datorita caracterului neliniar introdus de dioda. Mărimi specifice cu C neconectat: 1. Valoarea medie a tensiunii redresate Umed.

Umed= 1 / T ∫ u (t ) dt
0 T

T

;

u(t) =

2 Uef.sec.sin ωt
π

Umed = 1 / T ∫ 2 Uef.sec.sin ωt dt = 1 / ωT ∫ 2 Uef.sec. sin ωt dωt = = 1 / 2 π 2 Uef.sec. ∫0 sin ωt dωt =
0

π

0

2/ 2πUef.sec.[ - cosωt

]

π
0

=

2 / π Uef.sec.

2. Factorul de ondulatie γ D este un element neliniar de aceea uS se obţine prin dezvoltarea in serie Fourier. uS = - 2 Uef.sec. / π + 2 / 2 Uef.sec.sin ωt + 2 2 /3π Uef.sec.sin ( 2 ωt − π/2 ) +.... unde: 2 Uef.sec. / π este componenta continua. 2 / 2 Uef.sec.sin ωt este componenta fundamentala. γ = amplitudinea fundamentalei /componenta continua γ = ( 2 / 2 Uef.sec) x ( π / 2 Uef.sec.) = π / 2 = 1,57 3. Randamentul η η = Pu / Pa unde Pu este puterea utila iar Pa este puterea absorbita Pu este determinata de componenta continua: Pu = Umed. Imed. = U2med. / Rs. Pu = 2 U2ef.sec. / π2 Rs. Pa = 1/2 Uef.sec.Ief.sec. (coeficientul 1/2 apare deoarece redresorul functioneaza numai jumătate din perioada tensiunii reţelei) Pa =...