Redresseur pleine onde : 9 faits que vous devez savoir !

Rectification

La rectification est le processus électrique permettant de convertir un courant (ou une tension) alternatif en courant (ou une tension) continu.

A redresseur est un appareil qui a une faible résistance au courant dans un sens et une résistance plus élevée dans un autre ordre.

Types de redresseur

Les redresseurs peuvent être classés en trois types :

1. Redresseur demi-onde
2. Redresseur pleine onde
3. Redresseur en pont

Redresseur pleine onde

Les redresseurs double alternance sont des types de redresseurs qui convertissent le courant alternatif en courant alternatif en courant continu. Ce type de redresseur permet aux deux moitiés de la tension d'entrée alternative de traverser le circuit. Deux diodes sont nécessaires pour réaliser un redresseur double alternance.

Fonctionnement et circuit du redresseur pleine onde

Une vague complète redresseur est illustré dans le circuit ci-dessous.

Il y a un transformateur T côté entrée. Le transformateur T augmente ou diminue la tension alternative fournie du côté primaire. Il s'agit d'un transformateur à prise centrale. Une tension d'entrée alternative de V = nV_oSinwt est appliqué dans le circuit. N est le rapport de transformation du transformateur à prise centrale. Deux diodes sont connectées au parcours. Le courant traverse une diode pendant la première moitié du cycle et traverse l’autre diode pendant la moitié suivante du processus. C'est ainsi qu'un courant unidirectionnel circule vers la charge.

Il s'agit d'une version modifiée et également améliorée du redresseur demi-onde. Nous utilisons un transformateur à prise centrale. Chaque moitié du secondaire du transformateur a un nombre égal de tours ; la tension induite dans chaque moitié du secondaire est égale en valeurs et opposée en phase.

Désormais, pour toute instance du demi-cycle d'entrée, le point A a une tension positive concernant O (centre). Le point inférieur B a une tension égale mais une amplitude négative (c'est le point central).transformateur à prises). Ainsi, la diode D1 conduit le courant et la diode D2 n'apparaît pas à cette moitié du cycle. Pour la moitié suivante du processus, la diode D1 est polarisée en inverse et la diode D2 est polarisée en direct. Ainsi, la diode D1 ne conduit pas le courant alors que D2 le fait pendant cette moitié du cycle d'entrée. Le courant de charge est la somme du courant de la diode D1 et de la diode D2 des deux cycles de tension d'entrée.

Les diodes D1 et D2 sont identiques, de sorte que la valeur moyenne du courant de charge pour un circuit redresseur double alternance est le double de celle d'un redresseur demi-alternance.

Comme les deux moitiés du cycle traversent le circuit, on parle alors de redresseur demi-onde. 

Comment fonctionne un transformateur ? Cliquez pour savoir !

Formule et équations du redresseur pleine onde

Du circuit,

Vi est la tension d'entrée; Vb est la tension de la diode, rd est la résistance dynamique, R est la résistance de charge, Vo est la tension de sortie.

Tension moyenne O / p:

V_o = V_mSinωt; 0 t ≤ π

V_av = 1 / π * ∫ ₀ ^2p Vo d(poids)

Ou, V_av = 1/ π * ∫ ₀ ^2p VmSinwt d(poids)

Ou, V_av = (V_m/ π) [- Cosωt]₀^π

Ou, V_av = (V_m / π) * [- (- 1) - (- (1))]

Ou, V_av = (V_m/ ) * 2

Ou, V_av = 2 V_m / π = 0.64 V_m

Le courant de charge moyen (I_av) vient comme = 2* I_m/ π

La valeur RMS (Root Means Square) du courant:

I_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2p I²  d (ωt)]^1/2

Je = je_mSinωt; 0 t ≤ π

Ou Je_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2p I_m²  Sans²ωt d (ωt)]^1/2

Ou Je_rms = [Je_m²/ π * ∫ ₀ ^2p Sans²ωt d (ωt)]^1/2

Maintenant, Sin²ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

Ou Je_rms = [Je_m²/ π * ∫ ₀ ^2p (1 - Cos2ωt) d (ωt)]^1/2

Ou Je_rms = [Je_m²/ 2] ^½   Ou Je_rms = I_m/ √2

La tension RMS est égale à – V_rms = V_m/ √2.

L'importance de la valeur RMS est qu'elle équivaut à la valeur DC.

À condition que la valeur RMS soit ≤ Valeur de crête

Tension inverse de crête (PIV):

La tension inverse de crête ou PIV est un paramètre important. Elle est définie comme la tension de polarisation inverse maximale appliquée aux bornes de la diode avant d'entrer dans la région Zenner ou la région de claquage.

Pour un redresseur double alternance. La tension inverse de crête est donnée par PIV >= 2 V_m

Si, à tout moment, PIV <V_m, la diode sera endommagée.

Le courant de charge d'un circuit redresseur est fluctuant et unidirectionnel. La sortie est une fonction périodique du temps. En utilisant le théorème de Fourier, on peut conclure que le courant de charge a une valeur moyenne superposée à laquelle sont des courants sinusoïdaux ayant des fréquences harmoniquement liées. La moyenne de la quantité continue du courant de charge est - I_dc = 1 / 2π * ∫₀^2pI_charge d (ωt)

Iload est le courant de charge instantané à l'instant t et  est la tension sinusoïdale de la source. fréquence angulaire. Une valeur Idc plus excellente implique de meilleures performances du circuit redresseur.

Graphique du redresseur pleine onde

Le diagramme suivant représente le graphique d’entrée et de sortie.

Facteur de forme

Le facteur de forme d'un redresseur double alternance peut être défini comme le rapport RMS (Root Means Square) de la valeur de la tension de charge à la valeur moyenne de la tension de charge.

Facteur de forme = V_rms / V_av

V_rms = V_m/2

V_av = V_m /

Facteur de forme = (V_m/ √2) / (2 * V_m/ π) = π / 2√2 = 1.11

Donc, on peut écrire, V_rms = 1.11 * _Vav.

Facteur d'ondulation

Le facteur d'ondulation est donné comme la valeur RMS (Root Means Square) du composant AC par rapport à la valeur moyenne de la sortie. Le courant de sortie comprend à la fois les composants AC et DC. Le facteur d'ondulation mesure le pourcentage de composants CA présents dans la sortie redressée. Le symbole représente le facteur d'ondulation – γ

I_o = I_ac + I_dc

Ou Je_ac = I_o - JE_dc

Ou Je_ac = [1/(2π) ∫ ₀ ^2p (I-Idc)*(I-Idc) d(ωt)* ^1/2

Ou Je_ac = [Je_rms² + I_dc²- 2 I_dc²] 1/2

Ou Je_ac = [Je_rms² - JE_dc²] 1/2

Donc, facteur d'ondulation,

= je_rms² - JE_dc² / Je_dc²

ou, γ = [(I_rms² - JE_dc²) - 1] ^1/2

γ_FWR = 0.482

Facteur d'utilisation du transformateur

Le facteur d’utilisation du transformateur est défini comme le rapport de puissance CC fourni à la charge nominale de puissance CA du transformateur.

TUF = P_dc/ P_ac(noté)

Maintenant, pour trouver le facteur d’utilisation du transformateur, nous avons besoin de la tension secondaire nominale. Disons que V_s. / √2. Le courant RMS à travers l'enroulement est I_m/ 2.

Donc, TUF = I_dc² R_L / (voir_s/ √2) * (je_m / 2)

TUF = (2I_m/ )²R_L / ( JE_m² (R_f +R_L) / (2√2) = 2√2 / π ² * (1 / (1 + R_f/R_L))

Si R_f << R_L, puis,

TUF = 8 / ² = 0.812

Le facteur d'utilisation moyen du transformateur est égal à =

(0.574 + 0.812) / 2 = 0.693

L'augmentation du facteur d'utilisation du transformateur suggère une meilleure performance du redresseur pleine onde.

Efficacité du redresseur pleine onde

L'efficacité du redresseur pleine onde est définie comme le rapport entre la puissance CC disponible à la charge et la puissance CA d'entrée. Il est représenté par le symbole – η

= P_charge / P_in * 100

ou, η = I_dc² * R / I_rms² * R, comme P = VI, & V = IR

Maintenant je_rms = I_m/ √2 et moi_dc = 2 * I_m/ π

Donc, η = (4I_m²/²) / (JE_m²/ 2)

= 8 / π² * 100% = 81.2%

L'efficacité d'un circuit redresseur pleine onde idéal est = 81.2 %

Différence entre le redresseur demi-onde et pleine onde

Problèmes avec les redresseurs pleine onde

1. Un redresseur double alternance a une charge de 1 kilo-ohm. La tension alternative appliquée est de 220 V (valeur RMS). Si les résistances internes des diodes sont négligées, quelle sera la tension d’ondulation aux bornes de la résistance de charge ?

une. 0.542 V

b. 0.585 V

c. 0.919 V

ré. 0.945 V

La tension d'ondulation est = γ * Vdc / 100

Vdc = 0.636 * Vrms * √2 = 0.636 * 220 * √2 = 198 V.

Le facteur d'ondulation d'un redresseur double alternance est de 0.482.

D'où la tension d'ondulation = 0.482 * 198/100 = 0.945 V

2. Si la tension de crête d'un circuit redresseur double alternance est de 5 V et que la diode est une diode au silicium, quelle sera la tension inverse de crête sur la diode ?

La tension inverse de crête est un paramètre important défini comme la tension de polarisation inverse maximale appliquée aux bornes de la diode avant d'entrer dans la région de claquage. Si la tension nominale inverse de crête est inférieure à la valeur, une panne peut se produire. La tension inverse de crête de la diode est le double de la tension de crête = 2 Vm -Vd pour un redresseur double alternance. Vd est le tension d'enclenchement des diodes. Maintenant, pour une diode au silicium, la tension de coupure = 0.7 V. Donc, tension inverse de crête = 2* 5 -0.7 volts = 9.3 volts.

3. Une entrée de 200Sin 100 πt volt est appliquée à un redresseur pleine onde. Quelle est la fréquence d'ondulation de sortie?

V = V_mSinωt

Ici,  ω= 100

La fréquence est donnée par - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.

La fréquence de sortie d'une fréquence à prise centrale est le double de la fréquence d'entrée. Ainsi la fréquence de sortie = 50*2 = 100 Hz.

4. Quelle est l'application principale d'un redresseur? Quel appareil effectue l'opération inverse?

Un redresseur transforme la tension alternative en tension continue. Un oscillateur convertit une tension continue en tension alternative.

Sudipta Roy

Bonjour, je m'appelle Sudipta Roy. J'ai fait un B. Tech en électronique. Je suis un passionné d'électronique et je me consacre actuellement au domaine de l'électronique et des communications. J'ai un vif intérêt pour l'exploration des technologies modernes telles que l'IA et l'apprentissage automatique. Mes écrits sont consacrés à fournir des données précises et mises à jour à tous les apprenants. Aider quelqu'un à acquérir des connaissances me procure un immense plaisir.
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