1. Redresoare

1.1 Breviar teoretic

Redresoarele monofazate se împart în :

- redresoare monoalternanţă;

- redresoare bialternanţă.

1.1.1 Redresoare monoalternanță fără filtru capacitiv

În Fig. 1 este arătată schema unui redresor monoalternanţă fără filtru, iar în Fig. 2 sunt

prezentate formele de undă din circuit.

D

u1

uS

RS

u2

iSu

D

n2, r

2n1, r

1

Fig. 1 Redresor monofazat monoalternanță fără filtru

t

t

t

u2

iS

uD

U2

IM

RDIM

U2

0

0

0

Fig. 2 Formele de undă

Într-un redresor, dispozitivul semiconductor lucrează la semnal mare, neliniarităţile

dispozitivului producând efectul de redresare. Curentul mediu redresat este:

M

S

II (1)

Valoarea efectivă a curentului total este:

2

)(1 2 M

SSEF

Idtti

TI (2)

Randamentul redresării - se defineşte ca fiind raportul dintre puterea de curent

continuu şi puterea totală.

%40

1

14

12

2

2

2

S

I

S

I

SEF

S

SEFSI

SS

R

R

R

R

I

I

IRR

IR

(3)

unde Rs este rezistența de sarcină RI este rezistența internă a redresorului.

Factorul de ondulaţie - se defineşte ca fiind:

57.12U

U

S

01

(4)

Valorile maxime ale curentului şi tensiunii pe diodă, importante în alegerea acesteia,

sunt: -curentul maxim: MD II max ;

-curentul mediu: SDmed II ;

-tensiunea inversă maximă pe diodă care se atinge în momentul când dioda nu conduce:

UDmax = U2.

1.1.2 Redresoare bialternanță fără filtru capacitiv cu priză mediană

Figura 1.6 prezintă schema unui redresor dublă alternanţă cu priză mediană, iar figura

1.7 formele de undă din circuit.

D1

u1

RSu

2

iSu

D1

n2, r

2

n1, r

1

u2

D2

iD2

uS

uD2

iD1

Fig. 3 Redresor dublă alternanţă cu priză mediană

t2U

2

t

t

t

t

RDIM

IM

U2

0

0

0

0

uD1

iS

iD1

u2

iD2

Fig. 4 Forme de undă

Valoarea efectivă a curentului în sarcină este:

2

II M

SEF (5)

Randamentul redresării: - se calculează cu formula:

%80

R

R1

18

R

R1

I

I

IRR

IR

S

I2

S

I

2

SEF

S

SEFSI

2

SS

(6)

Factorul de ondulaţie este:

67.03

2

U

U

S

2o (7)

Solicitările diodei sunt:

- curentul maxim: MDnax II ;

- curentul mediu: 2

SDmed

II ;

- tensiunea inversă maximă: 2max 2 UUD .

1.1.3 Redresor dublă alternanţă în punte

În Fig. 5 se prezintă schema unui redresor dublă alternanţă în punte. În alternanţa

pozitivă conduc diodele D1 şi D4, iar în alternanţa negativă D2 şi D3, obţinându-se aceleaşi

forme de undă ca la redresorul dublă alternanţă cu priză mediană.

Întrucât la un moment dat conduc două diode avem:

TDI RR2R (8)

uS

RS

u2

iS

u1

n2, r

2n1, r

1

D2

D4

D3

D1

Fig. 5 Redresor dublă alternanţă cu punte.

Relaţiile deduse în cazul redresorului cu priză mediană se păstrează, cu excepţia

tensiunii inverse pe diodă care este: 2max UUD

1.1.4 Redresoare cu filtru capacitiv

În cele mai multe cazuri, forma de undă obţinută la ieşirea unui redresor fără filtru nu

este convenabilă pentru alimentarea aparaturii electronice, deoarece componenta variabilă a

tensiunii pe sarcină are o valoare mare. Astfel, în ambele cazuri prezentate, variaţia vârf la

vârf a componentei variabile este cuprinsă între zero şi valoarea maximă. Este necesar ca

între redresor şi sarcină să introducem un filtru Fig. 6, care are scopul de atenuare a ondulaţiei

tensiunii redresate (Fig. 7). Filtru cel mai des folosit este filtru capacitiv.

D

uS R

Su

2

iSu

D

u1

n2, r

2n1, r

1

iC

Fig. 6 Redresor monofazat monoalternanță cu filtru capacitiv

t

t

IM

U2

0

0

iD

u2

US

US

1

2

Fig. 7 Forme de undă

Caracteristica externă este data de relaţia:

S2S IC

UU

(9)

Factorul de ondulaţie se calculează cu formula:

CRU

U

SS

S

(10)

O valoare mare pentru condensator reduce ondulaţiile; pe de altă parte la curenţi mari

ondulaţiile cresc.

Curentul maxim prin diodă IDmax, se poate estima, presupunându-l constant în intervalul

de conducţie

. Deci:

2

II SmaxD (11)

CRS

2 (12)

22max 2 UUUU SD (13)

1.1.5 Redresorul dublă alternanţă cu filtru

Pentru acest tip de redresor relaţiile ce descriu funcţionarea se deduc în mod

asemănător situaţiei precedente. Avem:

Caracteristica de sarcină:

S2S IC2

UU

(14)

Fcatorul de ondulaţie:

CR2 S

(15)

Valoarea maximă a curentului prin diodă:

S

S

D RCI

I max (16)

1.2 Rezultate obținute în urma simulării

1) Se vor implementa cele 4 stabilizatoare liniare in LTSpice. La ieșire se folosește o

rezistență de 100Ω pentru a verifica funcționarea stabilizatoarelor.

Fig. 8 Redresoare

2) Să se recunoască fiecare tip de redresor.

3) Se vor vizualiza formele de unda ale tensiunii de ieșire si ale curentului de intrare. Sa

se calculeze valoarea maximă a curentului prin diodă și să se compară cu valoarea simulată.

4) Ce diferență observați intre tensiunea de ieșire in cazul redresorului mono alternanță

si cel dublă alternanță. De ce?

5) Ce se întâmplă daca se modifică valoare condensatorului de ieșire la 100u. Dar daca

sarcina crește ?

1.3 Rezultate experimentale

1) Se vor vizualiza formele de unda ale tensiunii de ieșire si ale tensiunii pe diodă.

2) Ce diferență observați intre tensiunea de ieșire in cazul redresorului mono alternanță

si cel dublă alternanță. De ce?

3) Ce se întâmplă daca se modifică valoare condensatorului de ieșire de la 100uF la

1000uF. Dar daca rezistența de sarcina scade ?