Università Federico II di Napoli – Dipartimento di Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Unità di Ingegneria Biomedica - Via Claudio, 21 - 80125

Università “Federico II” di Napoli – Dipartimento di Ingegneria Elettronica e delle TelecomunicazioniUnità di Ingegneria Biomedica - Via Claudio, 21 - 80125 Napolitel: ++39 081 5938522 fax: ++39 081 7683804 E-mail: [email protected]

(a) Raddrizzatore trifase ad una semionda.

(b) Tensione rispetto al neutro

(c) Corrente di carico


La corrente di carico è pari al triplo della corrente media di un diodo, ovvero:

3/

3/

827,0)(

cos

2

3

Rtd

R

tEI mm

dc Scrivendo:

rmsmdcdc EERIE 17,1827,0 si ottiene una relazione tra la tensione continua in uscita e il valore efficace della tensione del trasformatore necessaria a produrla, sempre nell’ipotesi ideale che sia nulla la caduta sul diodo e nulla la reattanza del trasformatore

Raddrizzatore trifase ad una semionda: (a) corrente nel carico e nel diodo, (b) corrente e tensione del diodo

L’ondulazione avrà una frequenza fondamentale tripla della frequenza di alimentazione. Si può determinare la grandezza dell’ondulazione valutando Irms :

R

Etd

R

tEI mm

rms

838,0)(

cos

2

3 3/

3/ 2

22

L’ondulazione è data da :

%%% 171)827,0

838,0(1001)(100 22

dc

rms

I

I

Si avrà la tensione inversa di picco quando la massima tensione si presenta su un diodo interdetto.


Impulsi di corrente nel carico resistivo di un raddrizzatore ad m fasi

Circuiti raddrizzatori ad m fasiCircuiti raddrizzatori ad m fasi


Per un raddrizzatore ideale, con carico ohmico, si può dare un’espressione generale per la Idc:

m

m

mm

dc msen

m

R

Etd

R

tEmI

/

/)(

cos

2

Essendo Edc=IdcR si ha :m

senm

E

E

m

dc

ed i valori di questo rapporto si possono valutare in termini di m, il che mostra che Edc aumenta con il numero di fasi, sebbene l’incremento non sia grande per m maggiore di 6.

Il valore efficace della corrente per diodo vale :

)cos(2

1)(

cos

2

1 /

/ 2

22

mmsen

mR

Etd

R

tEI m

m

m

m

rms

ed il volare efficace della corrente nel carico con m impulsi per ciclo è m volte maggiore del valore precedentemente indicato. Il fattore di ondulazione per la corrente di carico vale

1)]/()/[(

)]/cos()/()/([(2/(%100%1001

2

2

msenm

mmsenmm

I

I

dc

rms

I valori del fattore di ondulazione calcolati sono :


Fattore di utilizzazione dei trasformatoriFattore di utilizzazione dei trasformatori

)cos(2

1

2 mmsen

mR

EEmSVA mm

totale

La potenza continua è data

da Idc2R, per cui si ricava

msen

m

R

EP m

dc

22

2

)( Ne segue che il fattore di utilizzazione secondario (SUF) è:

)]/cos()/()/[(

)]/()/[(2 2

mmsenm

msenmSUF

(a) Raddrizzatore esafase. (b) Corrente nel carico e tensione rispetto al neutro. (c) Corrente e tensione su uno dei diodi


Dal calcolo del fattore di utilizzazione secondario in funzione di m, si ottengono i seguenti valori tabellati:

Si può osservare che il massimo in corrispondenza di m=2,7 e cioè da un punto di vista più pratico in corrispondenza di m=3, ovvero per 2/m =120°. Ne segue che vengono frequentemente impiegati circuiti a stella trifase per ottenere angoli di conduzione di 120° , con le opportune modifiche onde evitare la saturazione del nucleo, come l’avvolgimento zig-zag, il doppia stella ed i circuiti ramificati che verranno studiati in seguito. Nei circuiti collegati a stella, in cui la componente continua è bilanciata, due fasi secondarie sono alimentate da una sola fase primaria. Il valore efficace della corrente nell’avvolgimento primario è dato da :

)cos(2

12

mmsen

mR

EI m

rms

ponendo 1:1 il rapporto di trasformazione delle tensioni. Se il circuito impiega p fasi primarie, per il primario il prodotto tensione-corrente (PVA), è :

)cos(2

12

mmsen

mR

pEPVA

m


Il fattore di utilizzazione primario (PUF) allora risulta :

SUFp

m

mmsenm

msenm

p

mPUF

2)]/cos()/(/[

)/(/2 2

La presenza del fattore 1/2 è dovuta all’uso di un fase primaria per alimentare due fasi secondarie formanti angolo di 180°. La tavola che sugue fornisce un quadro riassuntivo della caratteristiche dei circuiti di questo tipo.


Il circuito a ponte trifaseIl circuito a ponte trifase

(a) Raddrizzatore trifase a ponte ovvero ad onda intera.

(b) Tensione rispetto al neutro e corrente di carico


(a) Raddrizzatore esafase a doppio Y.

(b) Forma d’onda della corrente nei diodi

(c) Corrente di carico e tensione interfase


(a) Esafase parallelo a doppi Y.

(b) Triplo esafase con connessione diametrale per conduzione di 180°


(a) Connessione trifase a zig-zag.

(b) Raddrizzatore esafase ramificato


Voltage regulatorsVoltage regulators


Block diagram of series voltage regulatorBlock diagram of series voltage regulator


StabilizzazioneStabilizzazionePoiché la tensione di uscita continua Vo dipende dalla tensione continua Vi d’ingresso non stabilizzata, dalla corrente di carico Il e dalla temperatura T, la variazione Vo della tensione d’uscita di un alimentatore può essere espressa da

oppure

I tre coefficienti sono definiti come

fattore di stabilità:

resistenza di uscita:

coefficiente di temperatura:

Minore è il valore dei tre coefficienti, migliore è la stabilizzazione dell’alimentatore. La variazione Vi può essere dovuta alla variazione della tensione alternata di rete o a un filtraggio insufficiente


Alimentatore stabilizzatoAlimentatore stabilizzato


Alimentatore stabilizzato a transistori. Q1 è il Alimentatore stabilizzato a transistori. Q1 è il regolatore serie, Q2 è l’amplificatore di regolatore serie, Q2 è l’amplificatore di

errore e D è il diodo Zener di riferimentoerrore e D è il diodo Zener di riferimento


Regolatore di tipo serieRegolatore di tipo serie


Schema tipico di uno stabilizzatore di tipo Schema tipico di uno stabilizzatore di tipo serie con preregolatore e coppia Darlington serie con preregolatore e coppia Darlington

(Texas Instruments)(Texas Instruments)


Transistorized series regulatorTransistorized series regulator

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