ELEMANIA
Diodo - Doppia semionda
Raddrizzatore a doppia semionda: caso ideale

Analizziamo ora il circuito in figura, dove Vin è un generatore di tensione alternata sinusoidale:

Questa particolare struttura di collegamento di quattro diodi si dice a ponte o, più precisamente, a ponte di Graetz.

Analizzando il verso delle correnti nel circuito (freccie in rosso) osserviamo che durante la semionda positiva di Vin conducono (sono polarizzati direttamente) i diodi D2 e D4, mentre i dioidi D1 e D3 (in grigio) sono polarizzati inversamente.

Osservando il verso della corrente che passa nella resistenza R, concludiamo che la tensione su R è positiva nel verso indicato dalla freccia di Vout.

Durante la semionda negativa di Vin invece, i diodi D1 e D3 sono polarizzati direttamente, mentre D2 e D4 sono in polarizzazione inversa (in grigio in figura):

Si osservi che la freccia della corrente (in rosso) attraversa la resistenza R sempre nello stesso verso: ciò implica che la tensione su R mantiene la stessa polarità di prima (ovvero rimane positiva) anche durante la semionda negativa di Vin. In altre parole: anche quando Vin cambia di segno, a causa del comportamento dei diodi, la corrente scorre in R sempre nello stesso verso e dunque la tensione su R mantiene lo stesso segno.

Il seguente grafico mostra il confronto fra l'andamento di Vin e di Vout nel circuito:

Il circuito in esame viene detto raddrizzatore a doppia semionda in quanto trasforma un'onda alternata in un'onda sempre positiva, "capovolgendo" la semionda negativa. Si noti che, mentre l'onda di ingresso ha valor medio nullo, l'onda di uscita ha un valore medio positivo. Tale valore medio si può dimostrare essere uguale a

dove Vp è il valore massimo dell'onda raddrizzata.

Il valore efficace dell'onda raddrizzata è

Raddrizzatore a doppia semionda: caso reale

In realtà il diodo in polarizzazione diretta non si comporta esattamente come un corto circuito, ma piuttosto come un generatore di tensione costante di valore uguale alla tensione di soglia del diodo (circa 0,6 V per i diodi al silicio).

Tenendo conto di tale fatto abbiamo che:

  1. Il valore massimo dell'onda raddrizzata è inferiore alla massima tensione dell'onda sinusoidale di ingresso di una quantità pari al doppio della tensione di soglia del diodo: infatti le tensioni costanti dei due diodi in polarizzazione diretta si sottraggono dalla tensione del generatore.
  2. I diodi iniziano a condurre solo quando l'onda sinusoidale di ingresso supera la loro tensione di soglia (somma delle tensioni di soglia dei due diodi in serie): di conseguenza l'onda raddrizzata presenta un "ritardo iniziale".

 

 

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