microeletrônica – quinta edição sedra/smith 1 7ª aula: circuitos retificadores

Microeletrônica – Quinta Edição Sedra/Smith

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7ª Aula: Circuitos Retificadores


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7ª Aula: Circuitos Retificadores

- Finalizar a matéria e exercícios.

Ao final desta aula você deverá estar apto a:

-Explicar o funcionamento do filtro capacitivo para circuitos reguladores

-Determinar os valores de pico da tensão de saída (na carga) e da corrente reversa nos diodos em retificadores meia onda e onda completa

-Explicar o funcionamento de circuitos limitadores e grampeadores

-Determinar a forma de onda de saída em circuitos limitadores


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Diagrama de Blocos de Circuitos Retificadores


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O Retificador com Bloco de Filtro(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor – Retificador

de Pico)

TransitórioRegime permanente

• Sinal (comportamento) variável no tempo• Que modelo utilizar?

• pequenos sinais?• qual modelo CC?• modelo DIODO IDEAL inicial//


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de Pico)

E com carga?

D C Li i i

1 T

O Cov i dt

C

O L Lv R i

Atenção:

Quandoodiodoconduz: ( ) ( )O iv t v t


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de Pico)

D C Li i i 1 T

IO C CoI

dvv i dt i C

Cv

dt

OO L L L

L

vv R i i

R

Quandoodiodoconduz: ( ) ( )O iv t v t


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de Pico)

modelo diodo ideal

LI

LCD

OL

idtd

C

iii

Ri

v

v

/

Quando D está conduzindo:

V de ondulação (ripple)

IDmédio

IDpico

ILmédio


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CRtpO eV /v

CRTpeV /rp V-V

12( )

( )

( ):O p r

r

p

médio

médioL

V V V

Quando CR T V pequeno

Vi

R

fCI

Vou

fRC

V

CRT

VV

Lr

ppr

CRTe CR

T

1

Para CR >> T:

e portanto:

Determinando Vo (valor médio) e Vr

VOmédio

IDmédio

IDpico

ILmédio

1( )pTV CR p rV -V


9

11

( )

( )

( )

fornecido pela fonte entregue à

f Cmedio

Cmedio Dmedio L

f Dmedio L

e C r

Dmedio L r

rDmedio L L

Q Q

Q I t

i I I

Q I I t

Q C V CV

I I t CV

CVI I I

t f t

carga

e portanto:

Determinando IDmédio

fornecida

t

t C Qdti 2

1IDmédio

IDpico


10

2

2

11

2

11

2

22

2

:

cos( ) ( )

:

( )

//

p p r

r pr p

Como t é um pequeno ângulo

t t

e

V t V V

ou

V Vt V V ou t

f

portanto

Determinando IDmédio

cos( )p p rV t V V

0 t

11( )Dmedio LI I

f t

1 11 1

2

2

( ) ( )/

Dmedio L L

r p

I I If t V V

ff

21

2

21

1

( )/

( )/

( / )

Dmedio L

r p

L

r p

Dmedio L p r

I IV V

IV V

I I V V


11

(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor)

Determinando IDpico

( )( ) ( ) ( )I

D L

d ti t C i t enquanto D conduzir

dt

v

11 1

( )( ) ( )I

D Dpico L

d ti t t i C i t

dt

v

1

1cos( )( )

(~) pIDpico Lmédio t t Lmédio

dV td ti C i C i

dt dt

v

1

211

2[ ( ) ]

Dpico p t t Lmédio

d ti CV i

dt

1

2

2 2 21

11

2[ ( ) ]

( )t t

d tt t t

dt

2 22 /

( ) ( )( )r pLmédio

Dpico p Lmédio Lmédior

V Vii CV t i i

fV

2

22

2

2

1 2 1 2 2

/

( / ) ( / )

pDpico Lmédio r p Lmédio

r

pDpico Lmédio r p Dpico Lmédio p r

r

Vi i V V i

V f

Vi i V V i i V V

f V


12

(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor)

1 2 2( / )Dpico Lmédio p ri i V V

12( )

( )

O p rmédio

médiop

L L

V V V

Vi I

R

Lr

IV

fC

1( / )Dmedio L p rI I V V

2

2

/r pV Vt

f

Resumindo


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(No Retificador Onda Completa com Filtro com Capacitor)

fRC

VV p

r

)2/21(

)2/1()/21(

rpLDpico

rpLrpLDmedio

VVIi

VVIVVIi

2

2

meia onda completa


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EXEMPLO 3.10 Considere um retificador de pico alimentado por uma senóide de 60 Hz tendo um valor de pico de Vp = 100 V. Suponha uma resistência de carga R = 10 k. Calcule o valor da capacitância C que resultará numa ondulação de pico-a-pico de 2 V. Calcule também a fração do ciclo durante a qual o diodo conduz, além do valor médio e de pico da corrente no diodo.

1 2 2( / )Dpico Lmédio p ri i V V

12( )O m dio ré pV V V

Lr

IV

fC

1( / )Dmedio L p rI I V V

2

2

/r pV Vt

f

Formulário (1/2 onda)

( )médi Lop

L

Vi I

R


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C Vp

Vr f R 100

2 60 10 103 83, 3 F

iDmed 10(1 2 100/2 ) 324 mA

iDmax 10(1 2 2 100/2) 638 mA

EXEMPLO 3.10 Considere um retificador de pico alimentado por uma senóide de 60 Hz tendo um valor de pico de Vp = 100 V. Suponha uma resistência de carga R = 10 k. Calcule o valor da capacitância C que resultará numa ondulação de pico-a-pico de 2 V. Calcule também a fração do ciclo durante a qual o diodo conduz, além do valor médio e de pico da corrente no diodo.

t 2 2/100 0, 2 radO ângulo de condução t é

Logo, o diodo conduz por (0,2/2) 100 = 3,18% do ciclo.Como IL = 100/10 = 10 mA, as correntes média e de pico no diodo são:

SOLUÇÃO

Obtemos o valor de C como


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Diagrama de Blocos de Circuitos Retificadores


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Desempenho de um Regulador com Zener

Regulação de Linha S

O

VV

Regulação de Carga L

O

IV

(p.ex. = 1V)

(p.ex. = 1mA)

(máxima corrente pior carga)

(VS médio)


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Exemplo 3.8: O diodo zener do circuito abaixo é especificado para 6,8V@5mA, rz =20 e IZK = 0,2mA. Veja que V+ tem uma variação.(a) Determine a tensão de saída sem carga;(b) Determine a regulação de linha para a variação de +- 1V na entrada;(c) Qual a variação na tensão de saída quando se coloca uma carga que drena 1mA? Isso é chamado Regulação de Carga.(d) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 2kW;(e) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 0,5kW;(f) Qual o valor mínimo de carga para o circuito operar corretamente?


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Circuitos Limitadores e Grampeadores

entrada

saída


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Circuito Grampeador

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