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admin [Raddrizzatori su carico ohmico-indutivo]
sezione_11a [2016/09/06 14:52] (versione attuale)
Linea 73: Linea 73:
 Il valore medio e quello efficace della tensione raddrizzata si calcolano così (vedi sez. C1 del libro di terza): Il valore medio e quello efficace della tensione raddrizzata si calcolano così (vedi sez. C1 del libro di terza):
  
-$$V_(om) = V_(oP) /pi$$+`V_(om) = V_(oP) /pi`
  
-$$V_(oeff) = V_(oP)/2$$+`V_(oeff) = V_(oP)/2`
  
 La tensione raddrizzata,​ pur presentando una componente continua, varia sensibilmente nel tempo e non è adatta ad alimentare carichi che richiedono una tensione continua. Immaginando di scomporre la tensione in una componente continua sovrapposta ad una alternata si può quantificare l'​ondulazione della tensione raddrizzata con il **fattore di ripple** (o di ondulazione) definito così: La tensione raddrizzata,​ pur presentando una componente continua, varia sensibilmente nel tempo e non è adatta ad alimentare carichi che richiedono una tensione continua. Immaginando di scomporre la tensione in una componente continua sovrapposta ad una alternata si può quantificare l'​ondulazione della tensione raddrizzata con il **fattore di ripple** (o di ondulazione) definito così:
  
-$$r=V_(oaceff)/​V_(om)$$+`r=V_(oaceff)/​V_(om)`
  
 dove V<​sub>​oaceff</​sub>​ è il valore efficace della sola componente alternata della tensione. Un buon raddrizzatore deve avere un basso fattore di ripple; nel caso del raddrizzatore a semionda r vale 1,21 (121% in forma percentuale). dove V<​sub>​oaceff</​sub>​ è il valore efficace della sola componente alternata della tensione. Un buon raddrizzatore deve avere un basso fattore di ripple; nel caso del raddrizzatore a semionda r vale 1,21 (121% in forma percentuale).
Linea 87: Linea 87:
 Il raddrizzatore più utilizzato è quello a onda intera, in particolare quello a **ponte di Graetz** mostrato in //figura 8a//. Il ponte, che contiene quattro diodi che conducono a coppie alternativamente,​ produce in uscita la tensione di //figura 8c//. Il valore medio e quello efficace della tensione raddrizzata valgono: Il raddrizzatore più utilizzato è quello a onda intera, in particolare quello a **ponte di Graetz** mostrato in //figura 8a//. Il ponte, che contiene quattro diodi che conducono a coppie alternativamente,​ produce in uscita la tensione di //figura 8c//. Il valore medio e quello efficace della tensione raddrizzata valgono:
  
-$$V_(om) = (2 V_(oP)) /pi$$+`V_(om) = (2 V_(oP)) /pi`
  
-$$V_(oeff) = V_(oP)/​sqrt(2)$$+`V_(oeff) = V_(oP)/​sqrt(2)`
  
 dove la tensione di picco V<​sub>​oP</​sub>​ corrisponde a quella di ingresso diminuita della //cdt// sui due diodi (2V<​sub>​D</​sub>​). E' facile constatare che il raddrizzatore a onda intera è migliore di quello a semionda, infatti: dove la tensione di picco V<​sub>​oP</​sub>​ corrisponde a quella di ingresso diminuita della //cdt// sui due diodi (2V<​sub>​D</​sub>​). E' facile constatare che il raddrizzatore a onda intera è migliore di quello a semionda, infatti:
Linea 102: Linea 102:
 In ambito industriale,​ quando è richiesta una potenza elevata, è presente un alimentazione trifase; in questi casi è possibile utilizzare un raddrizzatore trifase. La //figura 9a// mostra il circuito di un raddrizzatore trifase a semionda. Sono presenti tre diodi che conducono alternativamente quando la fase a cui sono collegati presenta un valore di tensione superiore alle altre due (//figura 9b//). La tensione raddrizzata,​ rappresentata in //figura 9c//, coincide in ogni momento con la tensione più elevata delle tre tensioni stellate e presenta caratteristiche migliori rispetto al caso monofase, infatti: In ambito industriale,​ quando è richiesta una potenza elevata, è presente un alimentazione trifase; in questi casi è possibile utilizzare un raddrizzatore trifase. La //figura 9a// mostra il circuito di un raddrizzatore trifase a semionda. Sono presenti tre diodi che conducono alternativamente quando la fase a cui sono collegati presenta un valore di tensione superiore alle altre due (//figura 9b//). La tensione raddrizzata,​ rappresentata in //figura 9c//, coincide in ogni momento con la tensione più elevata delle tre tensioni stellate e presenta caratteristiche migliori rispetto al caso monofase, infatti:
  
-$$V_(om) = (3 sqrt(3))/(2 pi) V_(oP)$$+`V_(om) = (3 sqrt(3))/(2 pi) V_(oP)`
  
-$$r=17,7%$$+`r=17,7%`
  
 Con i raddrizzatori trifase a ponte (a onda intera) è possibile ottenere risultati ancora migliori. La //figura 10a// mostra il circuito e la //figura 10d// mostra l'​andamento della tensione raddrizzata,​ che coincide in ogni momento con la tensione più elevata tra quelle concatenate considerate positive e negative. In quest'​ultimo caso il valore medio della tensione raddrizzata e il fattore di ripple valgono: Con i raddrizzatori trifase a ponte (a onda intera) è possibile ottenere risultati ancora migliori. La //figura 10a// mostra il circuito e la //figura 10d// mostra l'​andamento della tensione raddrizzata,​ che coincide in ogni momento con la tensione più elevata tra quelle concatenate considerate positive e negative. In quest'​ultimo caso il valore medio della tensione raddrizzata e il fattore di ripple valgono:
  
-$$V_(om) = (3 sqrt(3))/pi V_(oP)$$ (dove con V<​sub>​oP</​sub>​ si intende il valore di picco della tensione stellata)+`V_(om) = (3 sqrt(3))/pi V_(oP)(dove con V<​sub>​oP</​sub>​ si intende il valore di picco della tensione stellata)
  
-$$r=4,04%$$+`r=4,04%`
  
 ==== Raddrizzatori su carico ohmico-indutivo ==== ==== Raddrizzatori su carico ohmico-indutivo ====
Linea 122: Linea 122:
   * Problemi svolti: 4 (semionda), 5 (triangolare),​ 6 (Veff), 8 (variante con ponte)   * Problemi svolti: 4 (semionda), 5 (triangolare),​ 6 (Veff), 8 (variante con ponte)
   * Problemi da svolgere: 20 (tutti e tre i casi)   * Problemi da svolgere: 20 (tutti e tre i casi)
-  * Simulazione 200MV11A((NB impostazione non default per la simulazione interattiva:​ simulate|interactive simulation settings|analysis options|SPICE options|customize|transient|integration methond:​gear))+  * Simulazione 200MV11A((NB impostazione non default per la simulazione interattiva:​ simulate|interactive simulation settings|analysis options|SPICE options|customize|transient|integration methond:​gear)) ​sull'​effetto del diodo di libera circolazione
 ===== 4 Alimentatori con filtro capacitivo ===== ===== 4 Alimentatori con filtro capacitivo =====
  
Linea 139: Linea 139:
  
 ^ ^ semionda ^ onda intera ^ ^ ^ semionda ^ onda intera ^
-| ondulazione|$$Deltav_o = I_o/(fC)$$|$$Deltav_o = I_o/(2fC)$$+| ondulazione|`Deltav_o = I_o/(fC)`|`Deltav_o = I_o/(2fC)`
-| componente continua|$$V_(\C\C)=V_(oP)-I_o/​(2fC)$$|$$V_(\C\C)=V_(oP)-I_o/​(4fC)$$+| componente continua|`V_(\C\C)=V_(oP)-I_o/​(2fC)`|`V_(\C\C)=V_(oP)-I_o/​(4fC)`
-| fattore di ripple| ​$$r=1/​(2sqrt(3)fCR_L$$|$$r=1/​(4sqrt(3)fCR_L$$+| fattore di ripple| ​`r=1/​(2sqrt(3)fCR_L`|`r=1/​(4sqrt(3)fCR_L`
  
 Osserviamo che: Osserviamo che:
Linea 166: Linea 166:
 Il trasformatore si dimensiona calcolando il valore efficace della tensione al secondario e la potenza apparente dopo aver ricavato il valore efficace della corrente al secondario con una formula pratica. Nel caso del raddrizzatore a ponte: Il trasformatore si dimensiona calcolando il valore efficace della tensione al secondario e la potenza apparente dopo aver ricavato il valore efficace della corrente al secondario con una formula pratica. Nel caso del raddrizzatore a ponte:
  
-$$V_(ieff)=V_(iP)/​(sqrt(2))$$ $$I_(ieff)=1,​8I_o$$ $$S=V_(ieff)I_(ieff)$$+`V_(ieff)=V_(iP)/​(sqrt(2))`I_(ieff)=1,​8I_o`S=V_(ieff)I_(ieff)`
  
 === Extra === === Extra ===
Linea 193: Linea 193:
 Per verificare la prima condizione occorre dimensionare la resistenza R in modo che il diodo conduca anche nel caso peggiore, cioè quando la tensione in ingresso è minima e la corrente richiesta dal carico massima, imponendo: Per verificare la prima condizione occorre dimensionare la resistenza R in modo che il diodo conduca anche nel caso peggiore, cioè quando la tensione in ingresso è minima e la corrente richiesta dal carico massima, imponendo:
  
-$$R<​(V_(Imin)-V_Z)/​(I_(Zmin)+I_(LMAX))$$+`R<​(V_(Imin)-V_Z)/​(I_(Zmin)+I_(LMAX))`
  
 Per verificare la seconda condizione occorre valutare la corrente massima sul diodo e sulla resistenza nel caso peggiore, cioè quando la tensione in ingresso è massima e la corrente richiesta dal carico minima: Per verificare la seconda condizione occorre valutare la corrente massima sul diodo e sulla resistenza nel caso peggiore, cioè quando la tensione in ingresso è massima e la corrente richiesta dal carico minima:
  
-$$I_(RMAX)=(V_(IMAX)-V_Z)/​R$$+`I_(RMAX)=(V_(IMAX)-V_Z)/​R`
  
-$$I_(ZMAX)=I_(RMAX)-I_(Lmin)$$+`I_(ZMAX)=I_(RMAX)-I_(Lmin)`
  
 e calcolare le rispettive potenze: e calcolare le rispettive potenze:
  
-$$P_(RMAX)=RI_(RMAX)^2$$+`P_(RMAX)=RI_(RMAX)^2`
  
-$$P_(ZMAX)=V_Z I_(ZMAX)$$+`P_(ZMAX)=V_Z I_(ZMAX)`
  
 ==== Limiti del circuito stabilizzatore ==== ==== Limiti del circuito stabilizzatore ====
Linea 211: Linea 211:
 Fin qui abbiamo fatto l'​ipotesi che la tensione di zener sia costante; in realtà la V<​sub>​Z</​sub>​ cambia con I<​sub>​Z</​sub>​ perché la caratteristica del diodo nella zona di breakdown non è perfettamente verticale e l'​effetto stabilizzante può essere considerato accettabile solo nei per piccole variazioni di I<​sub>​Z</​sub>​. E' possibile valutare la variazione di V<​sub>​Z</​sub>​ conoscendo la resistenza differenziale r<​sub>​Z</​sub>:​ Fin qui abbiamo fatto l'​ipotesi che la tensione di zener sia costante; in realtà la V<​sub>​Z</​sub>​ cambia con I<​sub>​Z</​sub>​ perché la caratteristica del diodo nella zona di breakdown non è perfettamente verticale e l'​effetto stabilizzante può essere considerato accettabile solo nei per piccole variazioni di I<​sub>​Z</​sub>​. E' possibile valutare la variazione di V<​sub>​Z</​sub>​ conoscendo la resistenza differenziale r<​sub>​Z</​sub>:​
  
-$$Delta V_Z=Delta I_Z r_Z$$+`Delta V_Z=Delta I_Z r_Z`
  
  
Linea 284: Linea 284:
  
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