CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N 2

CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 2 (3 ore) • Raddrizzatore a semplice semionda • Parametri tipici dei diodi • Raddrizzatori a doppia semionda – Trasformatore a presa centrale – Ponte di Gratz • Alimentatore a filtro capacitivo • Caratteristica di regolazione C. E. A. D. 1

Raddrizzatore a semplice semionda • VM = 50 V N 1/N 2 = 1 + V 2 - - C. E. A. D. 2

Forme d’onda C. E. A. D. 3

Calcolo delle grandezze elettriche C. E. A. D. 4

Parametri Caratteristici del diodo • VBR Tensione di Breakdown [VBR > VM] • IFAV Valor medio della corrente [IFAV > IDC] • IRM Corrente max ripetitiva I 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C. E. A. D. [IRM > IDC] [IMAX] t 5

Progetto • Fornire le specifiche del diodo e il rapporto spire del trasformatore di un raddrizzatore a semplice semionda in grado di fornire: • VDC = 24 V IDC = 2. 5 A partendo dalla tensione di rete (220 V 50 Hz) • Per il diodo si ha: • VBR > VM=VDC = 75. 4 V, IFAV = IDC = 2. 5 A, IRM = IDC = 7. 8 A • Per il trasformatore si ha: • N 1/N 2 =(VRMS 2)/VM = (220 2)/75. 4 = 4. 13 – (trascurando le cadute sui diodi) C. E. A. D. 6

Potenza • Potenza utile • Potenza erogata totale • Rendimento C. E. A. D. 7

Osservazioni • Potenza del trasformatore PTR > PE (150 VA) • Grave inconveniente – Nel trasformatore passa una corrente a valor medio pari a IDC – Tale corrente tende a saturare il ferro del trasformatore • Questo tipo di alimentatore può essere utilizzato solo per piccole potenze • (nel caso trattato siamo già oltre tale limite) C. E. A. D. 8

Raddrizzatore a doppia semionda • Trasformatore a presa centrale • VM = 50 V N 1/N 2 = 1 + + + C. E. A. D. 9

Forme d’onda C. E. A. D. 10

Raddrizzatore a Ponte di Gratz C. E. A. D. 11

Confronto • Presa centrale Ponte di Gratz • • • VBR = VM IFAV = IDC/2 IRM = IDC /2 Caduta sui diodi 2 V Trasf. meno costoso VBR = 2 VM IFAV = IDC/2 IRM = IDC /2 Caduta sui diodi V Secondario a massa C. E. A. D. 12

Progetto (ponte) • Fornire le specifiche del diodo e il rapporto spire del trasformatore di un raddrizzatore a semplice semionda in grado di fornire: • VDC = 24 V IDC = 2. 5 A partendo dalla tensione di rete (220 V 50 Hz) • Per i diodi si ha: • VBR > VM = VDC /2 = 37. 6 V; IRM > IM = IDC /2= 3. 9 A IFAV = IDC/2 = 1. 25 A, • Per il trasformatore si ha: • N 1/N 2 =(VRMS 2)/VM = (220 2)/37. 6 = 8. 27 C. E. A. D. 13

Potenza • Potenza utile • Potenza erogata totale • Rendimento C. E. A. D. 14

Raddrizzatore con filtro capacitivo • VM =50 V C. E. A. D. 15

Forme d ‘onda T’ 2 T 1 T 2 C. E. A. D. 16

Calcolo delle grandezze elettriche 1 T’ 2 T 1 T 2 C. E. A. D. 17

Calcolo delle grandezze elettriche 2 T 1 T 2 C. E. A. D. 18

Determinazione di T 2 • Metodo “approssimazioni successive” C. E. A. D. 19

Ripple • Si approssima la forma d’onda della tensione d’uscita con un dente di sega VR C. E. A. D. 20

Equazioni • Scarica lineare del condensatore (ovvero a corrente costante IDC) in un semiperiodo VR C. E. A. D. 21

Curva di regolazione • Tensione continua vs Corrente d’uscita VDC VM IDC C. E. A. D. 22

Progetto 1 • Progettare un alimentatore in grado di fornire una tensione d’uscita Vu = 24 V, IDC = 2. 5 A con un ripple r% = 5 % • Carico • Ripple • Per T 1 e T 2 si ha C. E. A. D. 23

Progetto 2 • Quindi si ha: C. E. A. D. 24

Conclusioni • Raddrizzatore a semplice semionda • Raddrizzatori a doppia semionda – Trasformatore a presa centrale – Ponte di Gratz • Alimentatore a filtro capacitivo C. E. A. D. 25