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Corso di Elettronica Analogica: circuiti raddrizzatori

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Oltre alla loro piccola dimensione, tutte le apparecchiature elettriche ed elettroniche svolgono un ruolo fondamentale nel funzionamento del sistema. Alcuni dei circuiti e delle impostazioni molto importanti utilizzano la corrente DC. Diventa quindi essenziale utilizzare un dispositivo, unitamente al trasformatore, che può convertire la corrente AC in DC per l'utilizzo di tali apparecchiature o circuiti che lavorano in ambiente continuo. Ovvero realizzare un alimentatore. L'elemento base di un alimentatore è il circuito raddrizzatore.

Le configurazioni di un circuito raddrizzatore a diodi possono essere essenzialmente di due tipi. Il circuito raddrizzatore a mezza onda è la forma più semplice. Spesso usa solo un singolo diodo bloccando metà del ciclo AC. Come tale, solo la metà della forma d'onda viene utilizzata. Mentre il vantaggio di questo circuito è la sua semplicità, l'inconveniente è il fatto che c'è più tempo tra le cime successive del segnale rettificato con conseguente degradazione (ripple) del segnale DC generato in seguito all'utilizzo in uscita di un condensatore.

Un altro circuito è quello ad onda intera: questa forma di raddrizzatore utilizza entrambe le metà della forma d'onda. Questo rende il processo più efficace, e poiché c'è conduzione su entrambe le metà del ciclo AC, la conversione diventa molto più facile e più efficace.     

Il circuito raddrizzatore a ponte è una forma specifica che utilizza quattro diodi in una topologia a ponte. I raddrizzatori a ponte sono ampiamente utilizzati, specialmente per la rettifica di potenza e possono essere ottenuti come un singolo componente IC che contiene i quattro diodi collegati nel formato a ponte (figura 1, 2 e 3).

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Figura 1: circuito raddrizzatore a semi-onda
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Figura 2: circuito raddrizzatore a onda intera
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Figura 3: configurazione a ponte di diodi

Gli alimentatori utilizzano un trasformatore per convertire la tensione di ingresso in una tensione AC superiore o inferiore. Un raddrizzatore come descritto sopra viene utilizzato per convertire la tensione di uscita del trasformatore in una tensione continua variabile, che a sua volta viene passata attraverso un filtro elettronico (condensatore in uscita) per trasformarla in una tensione continua non regolata.  Il filtro rimuove la maggior parte, ma non tutte le variazioni di tensione AC. La tensione di rete rimanente è conosciuta come ondulazione o ripple. La tolleranza del carico elettrico dell'ondulazione impone la quantità minima di filtraggio che deve essere fornita da un alimentatore (figura 4).

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Figura 4: schema a blocchi di un alimentatore