Raddrizzamento tensione alternata

Il raddrizzamento della tensione alternata

Generalità
Nella maggior parte dei casi i circuiti elettronici vengono alimentati da una tensione continua che può essere ottenuta o dalle pile o dagli accumulatori o da appositi dispositivi, gli alimentatori che, trattando opportunamente Ia tensione di rete a 50 Hz e 220 V di valore efficace, conducono al medesimo risultato.
Ricorrere alle pile o agli accumulatori e, in genere, notevolmente antieconomico, particolarmente quando il circuito elettronico da alimentare ha un assorbimento superiore a qualche decina di milliamper. In tal caso e senz’altro piu utile e di maggiore affidabilita adottare, appunto, un alimentatore che, in linea di massima, può sintetizzarsi con lo schema a blocchi di cui alla figura 1.1.
Tralasciando il blocco di protezione con fusibile ~ protezione di incerta affidabilità – e il successivo blocco che fa riferimento al trasformatore di alimentazione, si iniziera con l’esposizione del terzo blocco.

Questo, tramite un diodo, indica il raddrizzamento atto a rendere la tensione altemata di rete di tipo pulsante e sempre del medesimo segno.
A questo risultato si perviene o tramite un solo diodo posto in serie ad uno dei due capi deIl’avvolgimento secondario (raddrizzamento ad una semionda) o per mezzo di due diodi adottando un trasformatore con presa centrale o, infine, mediante il ponte di Graetz (raddrizzamento a due semionde o a onda intera).

Raddrizzamento a una semionda

ll circuito e riportato nella figura 1.2. ll funzionamento é intuitivo: nel semiperiodo positivo la tensione altemata presente sul secondario del trasformatore polarizza direttamente il diodo portandolo in conduzione e consentendo quindi il
passaggio di corrente nel carico RL. Nel semiperiodo successivo la semionda negativa polarizza inversamente il diodo che, essendo quindi interdetto, non consente il passaggio di corrente.

ll trasformatore a presa centrale e i diodi D1, e D2 realizzano
un raddrizzatore a onda intera.

Utilizzando un trasformatore con il secondario dotato di una presa a metà avvolgimento o anche detto trasformatore a presa centrale, è possibile ottenere due tensioni sfasate di 180º, che possono essere singolarmente raddrizzate per mezzo di due diodi. La tensione totale del secondario del trasformatore deve essere doppia rispetto a quella necessaria per il raddrizzamento a una semionda.

Classica connessione a ponte di Graetz di quattro diodi che realizzano il raddrizzamento a onda intera.

Con riferimento al raddrizzatore a ponte di Graetz di cui alla figura andamento della tensione Vo e della corrente IL nel carico RL

I filtri negli alimentatori

Osservando le forme d’onda delle figure precedenti si constata subito come la tensione sul carico non sia continua (poiché se cosi fosse il
diagramma sia della tensione che della corrente sarebbe espresso, in funzione del tempo, da una retta), ma abbia un andamento pulsante.
Se per alcune applicazioni cio può essere accettabile desiderandosi solo una
tensione raddrizzata o, come si suole dire, unidirezionale, per altre applicazioni l’andamento pulsante è indesiderabile ed è pertanto necessario ricorrere a circuiti appena più elaborati in grado di approssimare quanto più e possibile la fonna d’onda pulsante ad una grandezza (tensione e corrente) che sia definibile continua.
L’accorgimento più largamente utilizzato per diminuire l’onduIazione presente all’uscita dello stadio raddrizzatore consiste nel disporre fra il positivo e il negativo della medesima uscita un condensatore di opportuna capacità come illustra la figura.

Circuito raddrizzatore a una semionda con condensatore di livellamento.

A tratto pieno l’andamento della tensione Vo ai capi del carico nel circuito
raddrizzatore della figura  A tratto sottile la tensione Vo in assenza della capacità C. La distanza (c — d) indica il valore da picco a picco della tensione di ripple.

ll metodo più semplice per ridurre londulazione della tensione sul carico consiste nel disporre fra i morsetti di uscita un condensatore di opportuna capacità come: in a. Si pub altresi ricorrere al filtro L-C , come in b, 0, come in c, al filtro a π.

Circuito raddrizzatore a onda intera con condensatore di filtro.

A tratto pieno la forma d’onda della tensione V0 in uscita nel circuito  raddrizzatore cui alla figura  A tratto sottile la forma d’onda della tensione in uscita in assenza della capacita di filtro. La distanza (c — d) indica l’ampiezza AV, della tensione di ripple.

Andamento a dente di sega della tensione di uscita V, con le approssimazioni.

Sono qui evidenti la tensione V, di uscita e la tensione di ripple.