Nel precedente articolo abbiamo potuto studiare ed analizzare come si comporta un generico circuito raddrizzatore a singola semionda (half-wave bridge). Con questo tutorial volgiamo guidarvi alla corretta progettazione e al corretto dimensionamento dei componenti.
Schema elettrico raddrizzatore a singola semionda (half-wave bridge)
Prima di procedere è doveroso aver appreso le seguenti competenze:
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Obiettivo:
Vogliamo realizzare un raddrizzatore a singola semionda per alimentare un carico puramente resistivo R di 100KΩ con una variazione di tensione sul carico ΔV (dovuta al ripple) di 2V. La tensione media V0 sul carico deve essere di 8V. La tensione di alimentazione AC è erogata a 50Hz.
Progettazione:
Un dato di partenza ricavabile con facilità e necessario per proseguire è la corrente media assorbita dal carico:
\(I_{0}= \frac{V_{0}}{R}= 80 \mu A\)A questo punto principale scelta ricade sul condensatore di livellamento, il quale deve garantirmi a V0 di 8V un ΔV di 2V. Per il dimensionamento ricorriamo alla formula:
\(C = \frac{V_{0}}{\Delta V} \cdot \frac{1}{f\cdot R}= \frac{8}{2} \cdot \frac{1}{50\cdot 100000} = 0.8 \mu F = 800nF\)Quanto deve valere quindi la mia tensione di alimentazione?
\(V_{eff_{ALIMENTAZIONE}}= \frac{V_{0}}{\sqrt{2}}+ \frac{I_{0}}{2\cdot \sqrt{2}\cdot f\cdot C }+V_{D}\)inserendo i valori otteniamo:
\(V_{eff_{ALIMENTAZIONE}}= \frac{8}{\sqrt{2}}+ \frac{0.00008}{2\cdot \sqrt{2}\cdot 50\cdot 800 \cdot 10^{-9} }+0.7 =7.057V\)e in termini di picco picco significa:
\(V_{PP} = V_{eff} \cdot 2\cdot \sqrt{2} = 7.05\cdot 2\cdot \sqrt{2}=19.9V\)Realizzazione:
Nella realizzazione sono stati utilizzati un generatore di funzioni, un diodo 1N4007 e una resistenza 1% 0.25W.
Nella parte inferiore possiamo notare i dati: Valore medio di uscita 8V, variazione di tensione 2V e alimentazione 19.2V picco-picco.Misura con oscilloscopio (sono state ridotte le scale, quindi misura meno precisa)
Miglioriamo il progetto: ΔV=0.1V
Ripercorriamo velocemente i vari passaggi. Primo step la corrente media assorbita dal carico
\(I_{0}= \frac{V_{0}}{R}= 80 \mu A\)Secondo step la scelta del condensatore:
\(C = \frac{V_{0}}{\Delta V} \cdot \frac{1}{f\cdot R}= \frac{8}{0.1} \cdot \frac{1}{50\cdot 100000} = 16 \mu F \)Terzo step verifico l’alimentazione
\(V_{eff_{ALIMENTAZIONE}}= \frac{V_{0}}{\sqrt{2}}+ \frac{I_{0}}{2\cdot \sqrt{2}\cdot f\cdot C }+V_{D}\)inserendo i valori otteniamo:
\(V_{eff_{ALIMENTAZIONE}}= \frac{8}{\sqrt{2}}+ \frac{0.00008}{2\cdot \sqrt{2}\cdot 50\cdot 16 \cdot 10^{-6} }+0.7 =6.35V\)e in termini di picco picco significa:
\(V_{PP} = V_{eff} \cdot 2\cdot \sqrt{2} = 6.35\cdot 2\cdot \sqrt{2}=18.06V\)
