Univ. da Integrao Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira Instituto de Engenharias e Desenvolvimento Sustentvel Engenharia de Energias Disciplina: Lab. de Dispositivos Eletrnicos Professor: Raphael Amaral

PRTICA N 02 RETIFICADORES MONOFSICOS DE MEIA ONDA E ONDA COMPLETA

1. OBJETIVOS

O objetivo principal desta prtica a anlise do funcionamento dos circuitos retificadores monofsicos de meia onda e onda completa mediante simulao e experimentao.

2. INFORMAO TERICA

Os circuitos retificadores integram a maioria dos dispositivos eletrnicos que necessitam de uma fonte de tenso CC condicionada a partir de uma fonte CA senoidal disponvel. Os diferentes circuitos (topologias) retificadores podem ser obtidos a partir do acrscimo de componentes, ou rearranjo na posio dos mesmos. Os circuitos retificadores a serem montados durante a prtica so apresentados na Figura 1.

Durante a determinao dos valores de resistncia de carga, necessrio analisar o resultado terico e o experimental. Os elementos do circuito so determinados utilizando o valor eficaz da tenso na sada do retificador para uma queda de tenso no diodo considerada. So apresentados nas Eqs. (1), (2) e (3) o valor eficaz de tenso na sada para os retificadores: meia onda, onda completa com derivao e onda completa em ponte, respectivamente; e o valor de resistncia de carga tratado na Eq. (4).

)(.5,0 VdVsVo PKEF (1)

)(.2

1 VdVsVo PKEF (2)

).2(.2

1 VdVsVo PKEF (3)

PoVoRo EF

2

(4)

3. ESQUEMTICO DO CIRCUITO

Os esquemticos dos circuitos experimentais so apresentados na Figura 1.

VrmsLp Ls

D1

Ro

Id

Io

(a)

Vs

+

-

Vp

+

-

A+0...0.2 A

Vo

+

-V

0...20

Rs1 2

VrmsLp Ls

D1

Ro

Id

Io

Vo

+

-

(c)

Ls

1 2

Rs

D2

VrmsLp

D1

Ro

Io

Vo

+

-

(e)

Id

D3

D2

D4

Ls

Ls

1

Rs2

Figura 1. Esquemticos a serem montados durante o experimento: (a) retificador de meia onda, (c) retificador de onda completa com derivao, (e) retificador de onda completa em ponte.

4. ESPECIFICAES, CONSIDERAES E MATERIAL UTILIZADO

A seguir so apresentadas as seguintes especificaes:

Vrms = 220 [V] [Tenso eficaz no primrio do transformador]; e Po = 0,5 [W] [Potncia na carga].

Para o projeto devem ser tratadas as seguintes consideraes:

Vs = 12 [V] [Tenso eficaz no secundrio do transformador]; fr = 60 [Hz] [Freqncia da rede]; Vd = 0,70 [V] [Queda de tenso no diodo]; D1,D2,D3,D4 1N4007 [Diodo retificador].

Os instrumentos e os equipamentos utilizados nesta prtica so listados a seguir:

Voltmetro (1); Ampermetro (1); Transformador com derivao central (+12V/+12V) (1); e Osciloscpio (1).

5. ANLISE COMPUTACIONAL

Conforme as informaes apresentadas nos itens (2), (3) e (4), antes de ser realizada a montagem experimental necessrio:

a) Determinar e especificar os componentes utilizados (resistores e capacitores);

b) Conforme a Tabela 1, determinar teoricamente o valor das grandezas exigidas; e

c) Simular o circuito no PSIM referente ao procedimento, analisar resultados esperados e preencher a Tabela 1.

6. PROCEDIMENTO

a) A partir dos esquemticos apresentados na Figura 1 e dos resultados obtidos durante a anlise computacional, monte cada um dos circuitos retificadores. Mantenha a alimentao CA desligada.

b) Ligue a alimentao CA; para cada circuito retificador montado, utilizando um multmetro, mea as grandezas experimentais exigidas na Tabela 1 e preencha os campos correspondentes.

c) Para cada circuito retificador, com a ponteira de tenso do osciloscpio e sua referncia corretamente posicionada, verifique o tempo de conduo do diodo (Tc) para o circuito retificador correspondente.

Nota2: As grandezas Id1EF, Id1MED, Tc e VdPIV devem ser medidas utilizando o osciloscpio.

Nota3: A Tabela 1 deve ser replicada para cada circuito retificador analisado.

Nota4: Devido impossibilidade da medio de corrente eficaz em um dado diodo de forma direta com o multmetro disponvel, acrescenta-se um resistor (Rs) de baixa resistncia (1/0,25W) e tolerncia reduzida (< 5%) em srie com o diodo escolhido (conforme visto na Figura 1), em seguida fazendo uso do osciloscpio verificada a forma de onda da tenso no resistor que proporcional a corrente que circula no diodo (medio indireta).

Tabela 1. Resultado terico, simulado e experimental.

Circuito Retificador

Grandeza Mtodo de anlise utilizado

Terico Simulado Experimental

_

Id1MED [A]

Id1EF [A]

IoMED [A]

VoMED [V]

VC [V] Tc [ms]

VdPIV [V]

7. QUESTIONRIO

a) Comente a respeito do tempo de conduo (Tc) verificado em cada circuito retificador e faa um comparativo dos resultados obtidos entre as demais grandezas utilizando a Tabela 1.

b) Comente a respeito dos resultados obtidos em cada um dos circuitos retificadores montados experimentalmente e compare com o seu equivalente simulado atentando para as grandezas presentes na Tabela 1.

d) Comente o motivo pelo qual foi adotada a medio indireta na determinao da corrente eficaz no diodo e no a medio direta utilizando o ampermetro CA convencional.

e) Para a Figura 1(e), explique o motivo da discrepncia entre os valores medidos experimentalmente: Id1MED e IoMED; a partir da forma de medio utilizada.

f) Pesquise a respeito da Ponte de Graetz.

g) Pesquise a respeito dos diodos utilizados em circuitos retificadores: Standard Recovery, Fast Recovery e Ultra Fast Recovery.

8. APNDICE

8.1 Planilha 1: Dimensionamento dos componentes 1. Especificaes:

Po 0.5 [W] [potncia na carga] 2. Consideraes:

Vs 12 [V] fr 60 [Hz] [frequncia da rede]

[V] [queda de tenso no diodo] Vd 0.7

[tenso eficaz no secundrio transformador]

3. Projeto retificador de meia onda sem filtro:

Vomed_msc 0.318 2 Vs Vd Vomed_msc 5.174 [tenso mdia na carga] [V] [tenso eficaz na carga]

[resistncia de carga]

Voef_msc 0.5 2 Vs Vd Voef_msc 8.135 [V]

RomscVoef_msc

2

Po Romsc 132.366 []

VdPIV_msc 2 Vs [tenso de pico reversa] VdPIV_msc 16.971 [V] componentes adotados: 2 x 270 / 0.25W [paralelo]