O documento descreve diferentes tipos de circuitos retificadores e fontes de alimentação, incluindo: (1) retificador de meia onda usando um transformador e diodo, (2) retificador de onda completa usando um transformador com derivação central e dois diodos, e (3) retificador em ponte usando quatro diodos. Também discute como usar um capacitor para filtrar a saída dos retificadores e produzir uma tensão contínua mais limpa para alimentar circuitos eletrônicos.

1. PROJETOS DE FONTE DE ALIMENTAÇÃO
Alexandre Mazzei

2. A tensão fornecida pela concessionária de energia elétrica é alternada ao passo que os
dispositivos eletrônicos operam com tensão contínua. Então é necessário retificá-la e isto é
feito através dos circuitos retificadores que convertem corrente alternadas em corrente
contínua.Temosos retificadoresmonofásicosque sãoutilizadosemaparelhoseletrônicose os
retificadores polifásicos para uso em circuitos industriais de alta potência.
Fonte Meia onda
Utilizada para alimentação de pequenos circuitos onde não serão necessárias filtragem
excessivae estabilidadede tensão. Este circuito poderá ser projetado com um transformador
center tape (derivação central) e um Trafo sem derivação.
Na escolha do diodo deve ser considerados como primordiais dois parâmetros:
Tensão Máxima de Ruptura
A tensão de ruptura é a tensão máxima a partir da qual um diodo polarizado reversamente
passa a conduzir corrente elétrica. Tal situação não é desejada, exceto em casos específicos
em que se utilizam diodos zener.
Deve-se lembrarde que quandoodiodoestápolarizadoaum Trafo de corrente alternadaeste
enviará um sinal alternado que deixará o diodo polarizado diretamente e em outro tempo
polarizadoreversamente.Éneste ponto que iremos levar em consideração a tensão do Trafo
no secundário. Veja:
O diodo tem a característica de conduzir corrente somente num sentido e devido a esta
característica unidirecional,omesmoé utilizado para retificar. O diodo ideal com polarização
direta comporta como uma chave fechada e com polarização reversa comporta como uma
chave aberta.O diodoreal temresistênciadiretamuitobaixa e resistência reversa muito alta.
Funcionamentodocircuito
Para o pontoA positivoemrelaçãoaopontoB o diodoestápolarizadodiretamente e conduz .
Com isto, a corrente circula de A até B passando pelo diodo e RL.
Para A negativo em relação a B, o diodo está polarizado inversamente e não conduz. Tem-se
corrente emRL, somente,nossemiciclospositivosde entrada.Os semiciclos positivos passam
para a saída e os semiciclos negativos ficam no diodo. A frequência de ondulação na saída é
igual à frequência de entrada. O retificador de meia onda tem baixa eficiência.

3. Comonão conduziráo semiciclonegativo,atensãoseráa média geométrica de sua trajetória.
Sendoo comprimentode ondade sua trajetória circular. Como não temos o comprimento da
circunferência teremos apenas a relação entre seu diâmetro que é a constante PI
π = C/d onde C é o comprimento e d é o diâmetro
Vcc = Vp /C/d
VCC = VP / π
Ou como 1/ π é :
1/3,14 = 0,318, temos então:
VCC = 0,318 . Vp
Como o Vp é raiz de 2, vezes Vef, temos também:
Vcc= 0,318 ∙ raiz de 2 ∙ Vef
Vcc= 0,318 ∙ 1,4142 ∙Vef
Vcc = 0,45 ∙ Vef
Formas de onda considerando um diodo ideal VCC é o valor médio da tensão contínua em RL.
Vp é o valor de pico da tensão sendo Vef o valor eficaz ou rms da tensão alternada no
secundário do transformador.
IL = VCC / RL

4. A corrente dodiodoé a corrente do secundário, pois o diodo retificador está em série com o
diodo, temos:
ID = IL = IL = VCC / RL
Para efeitode saberqual é a tensãomáximae a corrente máximaque o diododeverá suportar
para escolhermos o diodo com tensão de ruptura adequada, devemos calcular o pico da
tensão e da corrente.
IP = VP / RL
Sendo IP o valor de pico da corrente
IL é o valor médio da corrente em RL
ID é o valor médio da corrente no diodo.
Tensão eficaz em RL = VP / 2, mas a tensão eficaz na entrada é PIV = -- VP sendo PIV o pico
inversode tensãonodiodo.Odiododeve suportarumatensãoinversamaiordo que PIV e uma
corrente direta maior que ID.
Exemplo:
As especificações para o diodo 1N4007 são Imax = 1A e Vr max = 1000V. Este diodo suporta
então uma corrente direta de 1A e uma tensão reversa de 1000V.
Exercíciode Fixação
Sendo a o valor eficazda tensão no secundário VAB = 18 V,RL = 470Ω.
Determine:
a) Tensão de Ruptura Inversa no diodo (Piv)
PIV = - 25,4 V
b) Tensão média na saída
VCC = 8,1 V
c) CorrenteMédia no secundário do Trafo e a CorrenteMédia no diodo
IL = 17,2 mA ID = 17,2 mA
d) Correntemáxima dePico na Carga.
IP = 54 mA.

5. Invertendoodiodo,atensãode saída será negativa.
O diodoconduz,somente,durante ossemiciclosnegativos.Ossemiciclospositivosficamno
diodo.
Retificadorde ondacompletautilizandotransformadorcomderivaçãocentral.(centertape)
Funcionamentodocircuito.
Este circuito é também denominado de retificador de onda completa convencional. Há uma
defasagemde 180º entre as tensões de saída do transformador, VA e VB. As tensões VA e VB
são medidasemrelaçãoaopontoC (0V).QuandoA for positivo,Bseránegativo,acorrente sai
de A passa por D1 e RL e chega ao ponto C. Quando A for negativo, B será positivo, a corrente
sai de B passa por D2 e RL e chega ao ponto C. Para qualquer polaridade de A ou de B a
corrente IL circula num único sentido em RL e por isto, a corrente em RL é contínua. Somente
os semiciclospositivos de A e de B passam para a saída. A frequência de ondulação na saída é
o dobro da frequência de entrada.

6. Formasde ondaconsiderandodiodoideal
Comoa frequênciadasaídade umretificadorde ondacompletaé o dobroda entrada,temos:
VCC = 2.VP / π
Ou podemosrepresentarpelovalormédio.
VCC = 0,9.Vef
Onde VCC é o valormédiodatensãocontínua emRL. E VP é o valorde pico da tensão.Vef é o
valoreficazda tensãode entrada(Vef = VAB / 2)
IL = VCC / RL
No circuitoretificadorde meiaonda,ILeraigual a Ip. Nocircuitode ondacompleta,circulará
no diodoa metade datensãono Trafo.Temosentão:
ID = IL / 2
A corrente máximade picona carga será:
IP = VP / RL
Onde IP é o valorde picoda corrente e RL a corrente da Carga.
IL é o valormédiodacorrente emRL e ID é o valor médiodacorrente nosdiodos. A Tensão
eficazde saída é igual a Tensãoeficazde entrada.Considerandoodiodoideal.

7. O Pico de tensãoinversanosdiodos(PIV) é o piconegativodatensãoVAB.
Exercíciosde Fixação
1) Sendo a o valor eficazda tensão na saída do Trafo VAB = 18 V, RL = 470 ohms,
determine:
a) Tensão de ruptura nosdiodos.
PIV = - 25,4 V
b) Tensão média na saída.
VCC = 8,1 V
c) Correntemédia da saída no Trafo e nosdiodosconsiderando o diodo ideal.
IL = 17,2 mA e ID = 8,6 mA
d) Correntede pico no diodo (Ip)
IP = 27 mA
Invertendoosdoisdiodos,atensãode saídaserá negativa.OsdiodosD1 e D2 conduzemos
semiciclosnegativosde A e de B para a saída.
Se invertersomente umdosdiodostem-seumasobrecargaque poderádanificarosdiodose o
transformador.

8. Retificadorde OndaCompletaemponte
Funcionamentodocircuito.
O retificadoremponte dispensaousodo transformadorcom tomada central e com isto,pode-
se ter um retificadorde ondacompletaligadodiretamente àrede elétrica.QuandoA é positivo
em relação a B, a corrente sai de A passa por D1, RL, D3 e chega ao ponto B. Quando A é
negativo em relação a B, a corrente sai de B passa por D2, RL, D4 e chega ao ponto A..
Conduzemsomente doisdiodosde cadavez.Quando o ponto A é positivo D1 e D3 conduzem.
Quando o ponto A é negativo D2 e D4 conduzem. Para qualquer polaridade de A ou de B a
corrente IL circula num único sentido em RL e por isto, a corrente em RL é contínua. Somente
os semiciclos positivos passam para a saída. A freqüência de ondulação na saída é o dobro da
frequência de entrada
Formas de onda considerando diodo ideal

9. VP é o valorde picoda tensãoe Vcc a tensãomédia
VCC = VP / π
Ou podemoscalcularcomo valor eficazdoTrafo.
VCC = 0,9.Vef
VCC é o valormédioda tensãocontínuaemRL. Vef é o valoreficazou rms da tensãode entrada
(VAB).
IL = VCC / RL
ID = IL / 2.
IL é o valormédiodacorrente emRL e ID é a Corrente médianosdiodos.Ovalorde picoda
corrente será:
IP = VP / RL
A Tensãoeficazde saída é igual a Tensãoeficazde entrada.
PIV nosdiodosé o picoda tensãoVAB.
PIV = VAB.
Nota:Desprezou-se 1,4V de quedade tensãonosdiodos.Tem-se umaquedade 1,4V visto
que conduzem2 diodosaomesmotempo.
Exercíciosde Fixação
1) Sendo a o valor eficazda tensão VAB= 30 V,RL = 820 ohms,determine:
a) Pico de Tensão deruptura reversa no diodo.
PIV = 42,3 V
b) Tensão média na saída.
VCC = 27 V
c) Correntemédia na saída.
IL = 3 mA e ID = 16,5 mA
d) Correntemáxima depico na carga.
IP = 51,6 mA
Invertendoosquatrodiodos,atensãode saída será negativa.

10. QuandoA é positivoemrelaçãoaB, a corrente sai de A passa por D4, RL, D2 e chegaao ponto
B. QuandoA é negativoemrelaçãoaB, a corrente sai de B passa por D3, RL, D1 e chegaao
pontoA..Quandoo ponto A for positivoD2e D4 conduzem.QuandoopontoA fornegativoD1
e D3 conduzem.
Filtrospara fontesde alimentação
Entendendoatensãode uma bateriaou da pilha
A ondulação na saída do circuito retificador é muito grande o que torna a tensão de saída
inadequada para alimentar a maioria dos circuitos eletrônicos. É necessário fazer uma
filtragem na tensão de saída do retificador. A filtragem nivela a forma de onda na saída do
retificador tornando-a próxima de uma tensão contínua pura que é
A maneira mais simples de efetuar a filtragem é ligar um capacitor de alta capacitância em
paralelo com a carga RL e normalmente, utiliza-se um capacitor eletrolítico. A função do
capacitor é reduzir a ondulação na saída do retificador e quanto maior for o valor deste
capacitor menor será a ondulação na saída da fonte.
Filtroa capacitor para retificadorde meiaonda.

11. No semiciclopositivoodiodoconduze carrega o capacitor com o valor de pico (VP) da tensão.
Assimque a tensão de entrada cair a zero, o diodo pára de conduzir e o capacitor mantém-se
carregado e descarrega lentamente em RL.
Quando a tensão de entrada fica negativa (semiciclo negativo) o diodo não conduz e o
capacitor continua descarregando lentamente em RL. O capacitor recarrega 60 vezes por
segundo. O capacitor carrega de Vmin até VP e neste intervalo de tempo () o diodo conduz. O
capacitor descarregará de VP até Vmin e neste intervalo o diodo não conduzirá. A Forma de
onda na saída está mostrada abaixo.
O voltímetrode tensãocontínuaindicao valormédiodatensãomedida.
Aumentando o capacitor, a tensão de ondulação (Vond) diminui e VCC aumenta. A média de
tensão aumenta pois o valor mínimo fica maior. Aumentando a corrente IL, a tensão de
ondulação (Vond) aumenta e VCC diminui.
Se Vond tende a zero, a tensão de saída tende ao valor de pico. VCC = VP para Vond = 0V.
Desligando RL, IL será 0A, o capacitor não descarregará e tem-se Vond = 0 V .
Para manterVond com um valor baixo, ao aumentar IL, deve-se aumentar o valor do capacitor.
O retificador de meia onda com filtro a capacitor é inadequado para alimentar circuitos que
exigemumvaloraltode corrente,poisalémde utilizar um valor muito alto para o capacitor, o
diodo fica sobrecarregado ao conduzir toda a corrente do circuito alimentado.
O pico inverso de tensão no diodo é o dobro da tensão de pico. PIV = --2VP O capacitor
aumenta a tensão inversa no diodo devido a que o mesmo permanece carregado quando o
diodo não estiver conduzindo.

12. A tensãoMédiaFiltrada
Comoo valor mínimodiminui quandoaplicamosocapacitorna saída, teremoscomovalor
médiode tensão,ovalorde pico acrescentadodamédiada variaçãode ripple.
Vcc = Vp + ( Vrpp/2)
Onde:
Vcc => Tensãomédia(V)
Vp => tensãode picoda Carga (V)
Vrpp=> Tensãode Ripple nacarga(V)
DeterminandooCapacitor
Para determinarocapacitorcomo filtrode saída deve-se consideraratensãomínimade Ripple
(lê-se ripol). Deveráserconsideradaafrequênciade saída,a tensãoe a resistênciadacarga,
tendoemvistaque a carga e a descarga são dadas pelaconstante RC.
C = V / F∙R∙Vrpp
Onde:
Vrpp => Tensãoadmissível de ripple(V)
RL => ResistênciadaCarga(Ω)
F => Frequênciadasaída ( Em ondacompleta,a frequênciade saídaé 2 vezesade
entrada)(Hz)
V => Tensãode saída (V)
ComopelaLei de Ohma corrente é a Tensão(V) divididopelaResistência(R),temos:
C = I / F∙Vrpp
Onde:
Vrpp => Tensãoadmissível de ripple(V)
F => Frequênciadasaída ( Em ondacompleta,a frequênciade saídaé 2 vezesade entrada)
(Hz)
I => Corrente de saída (A)

13. Exercíciosde Fixação
1-Sendo a o valor eficazda tensão na saída do Trafo VAB = 20 V , RL = 470 ohms.
Considereo Trafo semcenter tape,os diodosideaise a frequência de Entrada 60Hz.
Determine:
a) Tensão de pico na saída.
Vp = Vef ∙ 1,4142
b) A Tensão média (Vcc) na saída comcapacitore Vrpp=2 V.
VCC = 0,9.Vef
c) O capacitor (F) admitindo uma tensão deripple igual a Vrpp =2 V
C=
2-Sendo a o valor eficazda tensão na saída do Trafo VAB = 12 V , RL = 470 ohms.
Considereo Trafo comcenter tape,os diodosideaise a frequência de Entrada 60Hz.
Determine:
a) Tensão de pico na saída.
Vp = 2 ∙ Vef ∙ 1,4142
b) A Tensão média (Vcc) na saída comcapacitore Vrpp=2 V.
VCC = 2 ∙0,9.Vef
c) O capacitor (F) admitindo uma tensão deripple igual a Vrpp =2 V
C=
Nota:em umTrafo com derivação central, utilizando umcircuito de onda completa,a tensão
de saída é 2 vezeso valor dereferência do secundário do Trafo .
E em um retificadorde onda completa a frequência de saída é o dobro, comqualquerTrafo,em
umretificador de onda completa.