RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA-ONDA PARTE I … · scr retificador controlado retificador nÃo controlado. diodo semicondutor de potÊncia estrutura fÍsica e caracterÍsticas

RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA-ONDA

PARTE I

Prof. Azauri A. de Oliveira Jr.

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA (ESTRUTURA BÁSICA)

CARGAv0 =

vcarga

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

vp Zp

oAKi vvv ++++====

carga0 vv ====

ips vvv ++++====

iii ====0CARGAv0 =

vcarga

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

vp Zp

DIODO

SCR

RETIFICADOR CONTROLADO

RETIFICADOR NÃO CONTROLADO

DIODO SEMICONDUTOR DE POTÊNCIAESTRUTURA FÍSICA E

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS

Anodo

Catodo

+IA

+VA-VA

Queda de Tensão Direta

Corrente de

dispersão

reversa

Ruptura

por

Avalanche

Características Dinâmicas – ton = toff = 0

Chave Ideal

TIRISTORES – A ESTRUTURA DE 4 CAMADAS

ANODO - A

CATODO - K

GATE - GOU

PORTA

P

P

N

N

A

G

K

SCR – SILICON CONTROLLED RECTIFIERMODELO DOS DOIS TRANSISTORES

A

K

G

A

K

G

T1(PNP)

T2(NPN)

IA

IGIK

IB1

IB2

IC1IC2

SCR – SILICON CONTROLLED RECTIFIERCARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS

A

K

G

IA

VAK

ON

OFF OFF

CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS IDEAIS

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA (ESTRUTURA BÁSICA)

CARGAv0 =

vcarga

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

vp Zp

oAKi vvv ++++====

carga0 vv ====

ips vvv ++++====

iii ====0CARGAv0 =

vcarga

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

vp Zp

DIODO

SCR

RETIFICADOR CONTROLADO

RETIFICADOR NÃO CONTROLADO

TOPOLOGIAS DO RETIFICADOR RELACIONADAS AOS ESTADOS DE CHAVEAMENTO DO DIODO (OU SCR IDEAL)

CARGAv0 =

vcarga

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

vp Zp

CARGAv0 =

vcarga

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

vp Zp

carga0 vvvvv iiAK −−−−====−−−−====carga0 vv ====

00 ======== iii

psi vvv −−−−====

DIODO (OU SCR) EM BLOQUEIO

ααααββββγγγγ −−−−====

Ângulo de Condução

Ângulo de Corte

Ângulo de Disparo

carga0 vvvvvvv ppips +=+=+=

iii ====0

0====AKv

DIODO OU (SCR) EM CONDUÇÃO

carga0 vvv i ==

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA (CARGA RESISTIVA)

Rv0 = vR

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

Rv0 = vR

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

Rv0 = vR

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

DIODO (OU SCR) EM BLOQUEIO DIODO (OU SCR) EM CONDUÇÃO

Rv0 = vR

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

RETIFICADOR CONTROLADORETIFICADOR NÃO CONTROLADO

RETIFICADOR NÃO CONTROLADO COM CARGA RESISTIVA - FORMAS DE ONDA

Rv0 = vR

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

Tensão da Fonte

Tensão na Carga

Tensão no Diodo

Potência na Fonte e na Carga

RETIFICADOR CONTROLADO COM CARGA RESISTIVA - FORMAS DE ONDA

Tensão da Fonte

Tensão e corrente na Carga

Tensão no SCR

Potência na Fonte e na Carga

Rv0 = vR

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA (CARGA INDUTIVA)

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

DIODO (OU SCR) EM BLOQUEIO DIODO (OU SCR) EM CONDUÇÃO

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

RETIFICADOR NÃO CONTROLADO COM CARGA INDUTIVA - FORMAS DE ONDA

Tensão da Fonte

Corrente

Tensão no Diodo

Tensão de saída

Tensão em L

Tensão em R

Potência na Fonte

Potência em R

Potência em L

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

RETIFICADOR CONTROLADO COM CARGA INDUTIVA - FORMAS DE ONDA

Tensão da Fonte

Corrente

Tensão no SCR

Tensão de saída

Tensão em L

Tensão em RPotência na Fonte

Potência em R

Potência em L

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

VARIAÇÕES DA CORRENTE E DA TENSÃO NA CARGA COM O ÂNGULO DE DISPARO

α = 0α = 0α = 0α = 00000 α = 90α = 90α = 90α = 900000 α = 120α = 120α = 120α = 1200000

Retificadores Monofásicos de

Meia-Onda

Curvas de Projeto

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDANÃO CONTROLADO

Ângulo de Condução – Carga RL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

(((( ))))

0

tan/

0

0sen.sen

====

−−−−====

====++++−−−− −−−−

αααα

ααααββββγγγγ

φφφφφφφφββββ φφφφββββe

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDANÃO CONTROLADO

Correntes média e rms normalizadas – Carga RL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

( )

( )

( ) ( )

∫∫=+=

=

=+=

=

−

==

=+=

==

+−=

γαγβ

α

γαγβ

α

φω

ωπ

ωπ

ωφω

ω

φφω

0

2

0

22

tan/.

..2

1 ; .

.2

1

.arctan ; .

.2 ; .

..

tdiItdiI

RLLRZ

ZVI

Iti

i

senetseni

NRNNN

basebase

N

t

N

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA CONTROLADO Ângulo de Condução – Carga RL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

(((( )))) (((( )))) [[[[ ]]]]

ααααββββγγγγ

φφφφααααφφφφββββ φφφφββββαααα

−−−−====

−−−−====−−−− −−−− tan/.sensen e

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA CONTROLADO Corrente Média Normalizada – Carga RL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

(((( )))) (((( )))) (((( ))))

(((( ))))

(((( )))) (((( ))))

∫∫∫∫++++====

−−−−

====

====++++====

========

−−−−−−−−−−−−====

ααααγγγγββββ

αααα

φφφφωωωωαααα

ωωωωππππ

ωωωωφφφφωωωω

ωωωω

φφφφααααφφφφωωωω

tdiI

RLLRZ

ZVI

Iti

i

eti

NN

basebase

N

t

N

..2

1

.arctan ; .

.2 ; .

sen..sen

22

tan/.

RETIFICADOR MONOFÁSICO DE MEIA-ONDA CONTROLADO Corrente RMS Normalizada – Carga RL

R

v0

ii

vs

vAK

i0

vi

A

B

C

D

L

vR

vL

(((( )))) (((( )))) (((( ))))

(((( ))))

(((( )))) (((( ))))

∫∫∫∫++++====

−−−−

====

====++++====

========

−−−−−−−−−−−−====

ααααγγγγββββ

αααα

φφφφωωωωαααα

ωωωωππππ

ωωωωφφφφωωωω

ωωωω

φφφφααααφφφφωωωω

tdiI

RLLRZ

ZVI

Iti

i

eti

NRN

basebase

N

t

N

..2

1

.arctan ; .

.2 ; .

sen..sen

2

22

tan/.