Redresor monofazat monoalternanta

Particularitati constructive si functionale

Redresorul este constituit dintr-o dioda D inseriata cu o rezistenta de sarcina R_S (figura 1.a). Tensiunea alternativa u din retea, de frecventa 50 Hz, este aplicata redresorului prin intermediul unui transformator al carui rol este de a izola redresorul de retea si a da tensiunea U_m de valoare convenabila.

 

a b

Fig. 1

Pentru a intelege mai bine functionarea redresorului vom considera ca U_m»0,6V si R_s»r_d , aproximatie valabila daca tensiunea din secundarul transformatorului este de cateva zeci de volti. In aceasta situatie dioda se comporta ca un intrerupator care se inchide daca u(t) este pozitiva si se deschide daca u(t) este negativa. Mai detaliat, cat timp la anodul diodei se aplica semialernanta pozitiva a tensiunii de redresat, aceasta conduce si in circuit apare un curent proportional cu tensiunea aplicata, deci de aceeasi forma cu ea. Pe durata semialternantelor negative, dioda este blocata si curentul prin circuit este nul (figura 1.b). Curentul prin rezistenta de sarcina circula intr-un singur sens sub forma unor semialternante (curent pulsatoriu).

Parametrii specifici

Tensiunea la bornele sarcinii are expresia:

(1)

Aceasta tensiune poate fi descompusa in serie Fourier sub forma:

(2)

sau

(3)

Comparand relatiile (2) si (3) se constata ca valoarea componentei continue la bornele sarcinii este:

(4)

Peste aceasa componenta continua se suprapune o tensiune alternativa de pulsatie egala cu cea a tensiunii aplicate la intrarea redresorului. Amplitudinea primei armonice a tensiunii alternative este:

(5)

Redresorul furnizeaza deci o tensiune continua dar suprapusa cu o componenta alternativa, care, de cele mai multe ori, este nedorita. Pentru a aprecia apropierea tensiunii redresate de tensiunea continua, se introduce un coeficient numit factor de ondulatie definit prin raportul dintre amplitudinea componentei fundamentale alternative si amplitudinea componentei continue:

(6)

In cazul redresorului considerat aici, valoarea factorului de ondulatie este:

Factorul de ondulatie este cu atat mai mic cu cat tensiunea redresata se apropie mai mult de tensiunea continua. Cum in situatia prezentata factorul de ondulatie este supraunitar, forma tensiunii redresate nu este satisfacatoare. Pentru a o imbunatati se folosesc redresoare dubla alternanta.

O alta caracteristica esentiala a unui redresor o constituie randamentul sau. Acesta se defineste prin raportul dintr puterea utila de curent continuu furnizata sarcinii si puterea absorbita din retea:

(7)

Puterea utila are expresia:

(8)

iar cea absorbita din retea, in timpul semialternantei pozitive in care dioda conduce

(9)

unde U_i≈U_s pentru r_d≈R_s, U_i fiind tensiunea la bornele diodei si U_s cea la bornele sarcinii.

Inlocuind (8) si (9) in (7) se obtine:

(10)

Tensiunea inversa maxima pe care trebuie sa o suporte dioda este .

Se constata ca randamentul redresorului este mic. Diferenta de energie este consumata de sarcina, dar ea nu constituie putere utila fiind alternativa. Randamentul redus al redresorului este unul din motivele pentru care se folosesc, in general, redresoare dubla alternanta.