Raddrizzatori

Diagrammi che confrontano la rettifica a mezz'onda e a onda interaLa maggior parte dei dispositivi elettronici riceve energia da una spina a muro AC. Queste forniscono energia sotto forma di corrente alternata, ma cosa succede se una macchina ha bisogno di corrente continua? In realtà, quasi tutte le macchine elettroniche e gli elettrodomestici funzionano a corrente continua anche se la corrente alternata è quella più facilmente disponibile. C'è un modo semplice per trasformare la corrente alternata in corrente continua? Beh, sì, c'è.

I raddrizzatori sono dispositivi elettrici che convertono la corrente alternata in corrente continua attraverso un processo chiamato rettificazione. Come funziona la rettificazione? La rettificazione funziona facendo passare la corrente alternata fornita attraverso un diodo o una serie di diodi che permettono solo un flusso di corrente unidirezionale. Quando la corrente alternata passa attraverso i diodi, viene prodotta una nuova forma d'onda di corrente che non ha più un flusso di corrente negativo e si comporta come corrente continua. Siccome le fonti di alimentazione DC (corrente continua) sono limitate e poco comuni, i raddrizzatori sono usati in quasi tutti i dispositivi elettronici e sono di gran lunga il circuito più usato.

Costruzione

I raddrizzatori usano una serie di diodi semiconduttori per convertire la corrente alternata in corrente continua. Questi diodi raddrizzatori possono gestire correnti elevate rispetto ai diodi normali. I diodi sono come strade a senso unico, permettono alla corrente di fluire solo in una direzione.

Quanti diodi si usano in un raddrizzatore? Ci possono essere fino a 4 diodi in un raddrizzatore. Il numero di diodi dipende dalla forma d'onda DC desiderata. I due tipi base di raddrizzatori sono a onda intera e a mezza onda, un raddrizzatore a onda intera richiede 4 diodi mentre un raddrizzatore a mezza onda ne richiede solo uno.

Diagramma del raddrizzatore a mezz'ondaRaddrizzatori a semionda

Il tipo più semplice di raddrizzatore è un raddrizzatore a semionda. Questi raddrizzatori funzionano eliminando la parte negativa della sorgente AC, permettendo solo alla corrente positiva pulsante di passare attraverso. Come mostrato nell'immagine, se si usasse un raddrizzatore a diodo singolo si otterrebbe una forma d'onda che assomiglia alla metà della forma d'onda originale della corrente alternata, da cui il nome di raddrizzatore a mezza onda. Questa forma di raddrizzamento è semplice e conveniente perché richiede un solo diodo, tuttavia, questa conversione causa una significativa riduzione della potenza in uscita perché viene sacrificata metà dell'onda AC. Il raddrizzatore a semionda produce raffiche distanziate di corrente continua che ha molti svantaggi ma può essere utilizzato in alcune applicazioni a bassa potenza

Raddrizzatori a onda piena

Diagramma del raddrizzatore a onda piena

I raddrizzatori a onda piena, altrimenti noti come raddrizzatori a ponte, usano quattro diodi invece di uno per rendere l'intera forma d'onda AC positiva piuttosto che eliminare semplicemente il negativo. Quando si usano 4 diodi e sono impostati come mostrato in questa immagine, la forma d'onda risultante appare come il valore assoluto della forma d'onda originale della corrente alternata. A differenza del raddrizzatore a mezza onda, il flusso di corrente non si ferma per metà del tempo e cambia sempre, da qui il nome di raddrizzatore a onda intera. Ma come fa l'aggiunta di più diodi alla configurazione del raddrizzatore a cambiare così significativamente la forma d'onda? L'aggiunta di più diodi permette di configurarli in un modo che reindirizza il flusso negativo di corrente dalla sorgente AC piuttosto che eliminarlo. I diodi sono collegati in un circuito chiuso che permette alla corrente di fluire solo attraverso due diodi alla volta, a seconda che la corrente alternata sia in fase positiva o negativa. Le serie di diodi dirigono la corrente in modo che entrambi i semicicicli negativi e positivi creino un segnale DC in uscita con la stessa polarità. La corrente continua ad oscillare da zero al valore di picco come in un raddrizzatore a semionda, ma, come mostrato nell'immagine, non si interrompe per metà del tempo, producendo il doppio della potenza di uscita di un raddrizzatore a semionda.

Filtrare

Anche se i raddrizzatori sono efficaci nel convertire la corrente alternata in corrente continua, la corrente continua risultante non è abbastanza stabile per agire efficacemente come DC. La corrente risultante ha un'ondulazione che sale e scende in sincronia con la tensione alternata alimentata nel raddrizzatore. È necessario un ulteriore filtraggio per smussare la corrente continua raddrizzata e produrre una corrente continua regolare adatta anche ai circuiti più sensibili. I condensatori sono efficaci nel filtrare la corrente continua raddrizzata perché resistono ai cambiamenti di tensione e fanno sì che l'ondulazione della corrente sia meno estrema.

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