Introdução à Eletrônica PSI2223

Introdução à Eletrônica – PSI2223

Aula 7

O material a seguir complementa o livro texto, Microeletrônica 5ª Edição de Sedra/Smith. Este material não é um substituto para o livro texto, portanto você deve seguir em paralelo com este

material e o livro.

Dr. Antonio Carlos Seabra

Professor Titular

108

7ª Aula:

Circuitos Retificadores

- Finalizar a matéria e exercícios.

Ao final desta aula você deverá estar apto a:

-Explicar o funcionamento do filtro capacitivo para circuitos reguladores

-Determinar os valores de pico da tensão de saída (na carga) e da corrente reversa nos diodos em retificadores meia onda e onda completa

-Explicar o funcionamento de circuitos limitadores e grampeadores

-Determinar a forma de onda de saída em circuitos limitadores

Diagrama de Blocos

de Circuitos Retificadores

110

O Retificador com Bloco de Filtro

(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor – Retificador de Pico)

O Retificador com Bloco de Filtro

(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor – Retificador de Pico)

E com carga?

112

O Retificador com Bloco de Filtro

(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor – Retificador de Pico)

modelo diodo ideal

I L L C

D

O L

dt i C d

i i

i

R i











v v

/

Quando D está conduzindo:

V de ondulação (ripple)

CR t p O V e^{ /} v

CR T pe V ^{ /}

r 

p -V V

R i V

pequeno V

T CR

Quando

V V

V

p L

r r p

O









:) (

21

fC V I

ou

fRC V CR

V T V

r L

p p

r







T CR e

 1 

Como CR >> T:

e portanto:

Determinando Vo e Vr

Vo

) 114

1 1 ( )

(

) (

t I f

t I CV

i

CV t

I i

CV V

C Q

t I

i Q

I i

i

t i

Q

Q Q

r L L

Dmedio

r L

Dmedio

r C

e

L Dmedio

f

L Dmedio

Cmedio

Cmedio f

à entregue fonte

pela fornecido



 

 









































 _carga

e portanto:

Determinando I^Dmédio e IDpico

fornecida t

t iCdt Q



f V t V

ou V

V t

ou

V V

t V

e

t t

ângulo pequeno

um é

t Como

V V

t V

p r

p r

r p

p

r p

p

 











2 / / 2

2

) 2 (

1 1

:

) 2 (

1 1 ) cos(

: )

cos(

2

2











 

 

  















portanto

Determinando I^Dmédio e IDpico

116

Determinando I^Dmédio e IDpico

) /

2 1

(

) 2

/ 2

1 1 (

1 ) 1

(

r p

L Dmedio

p r

L Dmedio

L Dmedio

V V

I i

f V f V

I i

t I f

i

















 



Dmedio Dpico

p r

r p

L Dpico

Dpico

i i

V V

Se

V V

I i

como i

calcular podemos

2 ) /

2 2

1 (

:









 

(Retificador Meia Onda com Filtro com Capacitor)

(No Retificador Onda Completa com Filtro com Capacitor)

fRC V

 V

) 2

/ 2

1 (

) 2

/ 1

( )

/ 2

1 (

r p

L Dpico

r p

L r

p L

Dmedio

V V

I i

V V

I V

V I

i



















2 2

meia onda completa

118

C  V

V

f R  100

2  60  10  10

 83, 3  F

i

 10(1   2  100/2 )  324 mA i

 10(1  2  2  100/2)  638 mA

EXEMPLO 3.10 Considere um retificador de pico alimentado por uma senóide de 60 Hz tendo um valor de pico de V^p = 100 V. Suponha uma resistência de carga R = 10 k. Calcule o valor da capacitância C que

resultará numa ondulação de pico-a-pico de 2 V. Calcule também a fração do ciclo durante a qual o diodo conduz, além do valor médio e de pico da

corrente no diodo.

 t  2  2/100  0, 2 rad

O ângulo de condução  t é

Logo, o diodo conduz por (0,2/2  )  100 = 3,18% do ciclo.

Como I

= 100/10 = 10 mA, as correntes média e de pico no diodo são:

SOLUÇÃO

Obtemos o valor de C como

Diagrama de Blocos

de Circuitos Retificadores

120

Desempenho de um Regulador com Zener

Regulação de Linha

S O

V V



 

Regulação de Carga

L O

I V



 

(p.ex. = 1V)

(p.ex. = 1mA) (máxima corrente pior carga)

(V^S médio)

Exemplo 3.8:

variação.

(a) Determine a tensão de saída sem carga;

(b) Determine a regulação de linha para a variação de +- 1V na entrada;

(c) Qual a variação na tensão de saída quando se coloca uma carga que drena 1mA? Isso é chamado Regulação de Carga.

(d) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 2k;

(e) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 0,5k;

(f) Qual o valor mínimo de carga para o circuito operar corretamente?

122

Circuitos Limitadores e Grampeadores

entrada

saída

125

Circuito Grampeador

127

Exercícios

129

Triplicador de Tensão

2k

10k 10V@5mA

rz= 20

V V

V V

I r V

V

z

z

z z z

z

9 , 9 1

, 0 10

10 . 5 . 20 10

0

0 3 0

















22V

2k

10k 22V

20

9,9V

00 , 10 78

, 9 22 , 0

988 .

0 . 9 , 9 22 , 69 0

, 1

67 , . 1 9 , 20 9

2 . 20 22

12 , 10 9

, 9 22 , 2 0

~ 20

2 . ~

9 , 20 9

2 . 20 22

2 //

10 20

2 //

. 10 9 , 20 9

//

10 2

20 //

. 10 22











 







 

 



 

 

k k V k

OU

k k V k

k k

k k

k k

V k

o o o