Caratteristica statica del diodo
Diodo iD = IS (euD/nVT - 1)
Idse VT = kT/q
Modelli del diodo
Diodo ideale
- Interdizione uD ≤ 0, iD = 0
- Conduzione uD ≥ 0, uD = 0
Diodo con soglia
- Interdizione uD ≤ Vγ, iD = 0
- Conduzione uD ≥ 0, uD = Vγ
Diodo con soglia e resistenza
- Interdizione uD ≤ Vγ iD = 0
- Conduzione uD ≥ Vγ iD = uD - Vγ/Ron
Diodo iD = IS (euD/nVT - 1)
VT = kT/q
Caratteristica statica del diodo
Modelli del diodo
Diodo ideale
- Interdizione uD ≤ 0, iD = 0
- Conduzione uD ≥ 0, uD = 0
Diodo con soglia
- Interdizione uD ≤ Vγ, iD = 0
- Conduzione uD ≥ 0, uD = Vγ
Diodo con soglia e resistenza
- Interdizione uD ≤ Vγ iD = 0
- Conduzione uD ≥ Vγ iD = uD-Vγ/RON
Rettificatori
VI = Vmsen(ωt)
Prendiamo in considerazione il diodo ideale per dimostrare i rettificatori. Essi sono dispositivi elettronici che trasformano un segnale AC a valore medio nullo in uno non nullo.
Modello ideale diodo
- ID > 0 VD = 0
- ID = 0 VD < 0
Avendo il diodo ideale se VI = 0 allora VL = 0. Ma se VI > 0 allora VL = VI fino a quando VI non diventa VI < 0, in cui VL = 0.
Modello con diodo ideale: Rettificatore ideale
- VL = VI VI > 0
- VL = 0 VI < 0
Modello con diodo con soglia
- VL = VI - Vγ VI > Vγ
- VL = 0 VI < Vγ
Modello con diodo con soglia e resistenza
- VL = (VI - Vγ)RL / (Req + RL) VI > Vγ
- VL = 0 VI < Vγ
L'efficienza di un rettificatore è quella di mantenere la tensione d'uscita il più possibile costante. VL ≅ cost.
Calcolo dell'efficienza
Per calcolarla abbiamo:
η = PDC/Peff
PDC = VDC I2
V2 = 1/T ∫ vL(t) dt
I2 = 1/T ∫ i2(t) dt
Da queste possiamo ricavare anche
RF = √FF2 - 1 = VL,eff/VL dove VL,eff = √vL,eff2 VL2
FF = VL,eff/VL
Calcoliamo l'efficienza
VL = 1/T ∫ vL(t) dt = 1/T ω0 VL,max ∫π/2 cos(ωt) dt = -1/ω0 T [cos(ωt)]0π/2 = VL,max =- 2/π Vt VL,max (2 - 1 - 1) = VL,max/2/π π2 VL,max/π
I2 = VL/RL = VL,max/π RL
PDC = VL I2 = V2 max/π2 RL
VL,eff = √1/T∫0 vL2 (t) dt = √1/T∫01/2 vL,max2 cos2(t ω) dt = VL,max/2
Quindi Vscell / PL = VEL / 2RL
PDC / Peff = 4 / π2 = 40,5%
FF = π / 2 = 157%
RF = 121%
Rettificatore a doppia semionda
Le prestazioni del raddrizzatore a semionda sono migliorate da quello a doppia semionda poiché il loro grafico esorta istanti a
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