Circuitos Retificadores: Meio Ciclo, Onda Completa e Ponte

Este tutorial tem como foco apresentar os circuitos retificadores mais utilizados na eletrônica: retificador de meio ciclo, retificador de onda completa (com derivação central no transformadorFuncionamento de Transformadores em Circuitos ACDescubra os princípios, funcionamento e aplicações dos transformadores em circuitos AC. Guia didático e prático para engenheiros e técnicos.) e retificador em ponte. Ao fim da leitura, você terá uma visão geral de como cada um funciona, bem como de suas vantagens e aplicações.

Introdução🔗

Todo circuito que converte corrente alternadaCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC). (ACCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).) em corrente contínuaCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC). (DCCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).) faz uso de um retificador. Geralmente, esses circuitos incluem diodosDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. em diferentes configurações para permitir a passagem da corrente elétricaO que é Corrente, Tensão e Resistência?Descubra os conceitos essenciais de eletricidade: corrente, tensão e resistência, e saiba como funcionam os circuitos e dispositivos modernos. somente em um sentido. Desta forma:

• A tensãoLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. alternada que sofre retificação passa a apresentar um valor médio (DCCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).), ainda que com ondulações.
• Posteriormente, costuma-se utilizar um filtro (geralmente capacitores) para suavizar as ondulações, mas esse assunto é tratado em outro tutorial específico sobre capacitoresCapacitorAprenda o funcionamento dos capacitores, veja seus tipos, aplicações e como eles estabilizam circuitos digitais em operações práticas de eletrônica..

Neste tutorial, focaremos apenas nas topologias básicas:

1. Retificador de Meio Ciclo

2. Retificador de Onda Completa (com derivação central)

3. Retificador em Ponte

Conceito de Retificação🔗

A retificação nada mais é que o processo de converter uma forma de onda alternada (senoidal ou não) em pulsos unidirecionais de corrente. Se imaginarmos a onda senoidal típica de uma tensão de rede, durante o semiciclo em que a tensão é positiva, o diodo (ou conjunto de diodos) conduz, e no semiciclo em que é negativa, bloqueia. Daí surge a correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. pulsante em um só sentido.

Por que isso é importante?

Muitos dispositivos e sistemas necessitam de tensões contínuas para funcionar (por exemplo, circuitos digitais, processadores e microcontroladoresMicroprocessadores e Microcontroladores: Diferença entre microprocessador e microcontroladorDescubra as principais diferenças entre microprocessadores e microcontroladores, entendendo suas aplicações, custos e consumo de energia em sistemas embarcados.), de modo que a rede alternada precisa ser convertida em tensão contínua para alimentá-los.

Retificador de Meio Ciclo🔗

Princípio de Funcionamento

No retificador de meio ciclo, utiliza-se apenas um diodoDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. para permitir que somente um dos semiciclos da tensãoLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. alternada seja aplicado à carga. A configuração genérica consiste em ligar o diodo em série com a carga e então conectá-los à fonte de ACCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).. Durante o semiciclo positivo, o diodo conduz e alimenta a carga. No semiciclo negativo, o diodoDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. fica reversamente polarizado e não conduz.

O diagrama (ainda que simplificado) de um retificador de meio ciclo pode ser representado assim:

Formas de Onda

• Entrada (ACCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).): é uma senoide completa (positiva e negativa).
• Saída (DCCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC). pulsante): somente os valores positivos da senoide aparecem na carga; o semiciclo negativo é bloqueado.

Vantagens e Desvantagens

Retificador de Onda Completa🔗

Ao contrário do meio ciclo, no retificador de onda completa todo o sinal (semiciclo positivo e negativo) é aproveitado. Isso resulta numa maior eficiência energética e em uma forma de onda de saída muito menos “vaga”, reduzindo a ondulaçãoDimensionamento de Indutores para Fontes ChaveadasAprenda a dimensionar indutores em fontes chaveadas garantindo estabilidade, redução de ripple e eficiência, com cálculos precisos e testes rigorosos..

Configuração com Derivação Central (Center-Tap)

Uma forma tradicional de retificar em onda completa envolve um transformadorFuncionamento de Transformadores em Circuitos ACDescubra os princípios, funcionamento e aplicações dos transformadores em circuitos AC. Guia didático e prático para engenheiros e técnicos. com derivação central e dois diodos. A derivação central do transformadorFuncionamento de Transformadores em Circuitos ACDescubra os princípios, funcionamento e aplicações dos transformadores em circuitos AC. Guia didático e prático para engenheiros e técnicos. é conectada à carga, enquanto as extremidades são ligadas a cada diodo, que depois convergem novamente na carga.

• No semiciclo positivo, um dos diodosDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. conduz, enquanto o outro fica reversamente polarizado.
• No semiciclo negativo, o papel se inverte: o diodoDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. que estava bloqueado passa a conduzir e vice-versa.

Desse modo, todos os semiciclos são direcionados à carga na mesma polaridadeLedDescubra tudo sobre LEDs: entenda seu funcionamento, aprenda a calcular resistores e monte circuitos seguros com dicas práticas e eficientes..

Formas de Onda

A saída do retificador de onda completa (com derivação central) apresenta pulsos positivos para ambos os semiciclos da entrada, resultando em uma correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. mais contínua do que no meio ciclo.

Vantagens e Desvantagens

Retificador em Ponte (Ponte de Diodos)🔗

Nesta configuração, utilizam-se quatro diodosDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. dispostos de tal maneira que, em qualquer semiciclo da tensão de entrada, dois deles estejam sempre conduzindo a correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. por um determinado caminho, enquanto os outros dois ficam em bloqueio.

Desta forma, não é necessário um transformadorFuncionamento de Transformadores em Circuitos ACDescubra os princípios, funcionamento e aplicações dos transformadores em circuitos AC. Guia didático e prático para engenheiros e técnicos. com derivação central; a tensão ACCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC). pode ser aplicada diretamente à ponte de diodosDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos., e a saída será sempre DCCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC). pulsante com a carga recebendo ambos os semiciclos.

Configuração

• Exemplo de uma ponte de diodosDiodoDescubra neste tutorial para iniciantes os fundamentos dos diodos, abordando funcionamento, polarizações, tipos e aplicações em circuitos eletrônicos. (simplificado):

• Durante o semiciclo positivo: D1 e D2 conduzem para a carga.
• Durante o semiciclo negativo: D3 e D4 conduzem para a carga (invertem o caminho da correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza.).

Formas de Onda

Assim como o retificador de onda completa com derivação central, o retificador em ponte usa todo o semiciclo positivo e negativo da fonte, mantendo a polaridadeLedDescubra tudo sobre LEDs: entenda seu funcionamento, aprenda a calcular resistores e monte circuitos seguros com dicas práticas e eficientes. na carga sempre no mesmo sentido.

Vantagens e Desvantagens

Aplicações e Considerações Práticas🔗

1. Fontes de AlimentaçãoTipos de Indutores e Aplicações em Fontes de AlimentaçãoDescubra como os indutores garantem eficiência e estabilidade em fontes de alimentação, com dicas de seleção, tipos e aplicações práticas. – A grande maioria das fontes lineares básicas faz uso de pelo menos um desses retificadores para gerar alimentaçãoFerramentas e Recursos Adicionais: Leitura de datasheets: interpretação de especificações de CIsDescubra como ler datasheets e interpretar suas especificações essenciais para garantir segurança, confiabilidade e desempenho em seus projetos digitais. DCCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC). a partir da rede de energia elétricaIntrodução aos Conceitos Elétricos e EletrônicosDescubra os conceitos fundamentais de Eletricidade e Eletrônica, suas aplicações e a importância para projetos tecnológicos e inovações. (ACCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).).

2. Circuitos de Carregadores – Carregadores simples de bateriasEscolha e Dimensionamento de Baterias para Projetos PortáteisDescubra como escolher e dimensionar baterias para projetos portáteis com segurança, autonomia e eficiência, através de passos práticos e dicas essenciais. utilizam retificadores para converter a tensão alternada em uma forma contínua, ainda que pulsante.

3. Proteção e Polarização CorretaLedDescubra tudo sobre LEDs: entenda seu funcionamento, aprenda a calcular resistores e monte circuitos seguros com dicas práticas e eficientes. – Em algumas aplicações, a escolha entre retificador de meio ciclo ou onda completa pode depender da exigência de espaço, do custo e da eficiência desejada.

Em qualquer topologia de retificação, é comum utilizar um capacitor de filtro (ou grupo de capacitores) após a retificação para reduzir a ondulação da tensão. No entanto, o dimensionamento e a seleção desses capacitores são temas de outro tutorial.

Conclusão🔗

Os retificadores são parte essencial de praticamente todos os circuitos que necessitam de alimentação em corrente contínuaCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC).. Seja para aplicações simples, como acender um LED indicador (onde muitas vezes um retificador de meio ciclo pode bastar), seja para projetos mais robustos que exigem tensão contínua estável e eficiente, os retificadores de onda completa (com derivação central ou com ponte de diodos) são geralmente preferíveis.

Em resumo:

• O retificador de meio ciclo é fácil de implementar, mas aproveita apenas metade do sinal e tem maior ondulaçãoDimensionamento de Indutores para Fontes ChaveadasAprenda a dimensionar indutores em fontes chaveadas garantindo estabilidade, redução de ripple e eficiência, com cálculos precisos e testes rigorosos..
• O retificador de onda completa (com derivação central) aproveita todo o sinal, resultando em menor ondulaçãoDimensionamento de Indutores para Fontes ChaveadasAprenda a dimensionar indutores em fontes chaveadas garantindo estabilidade, redução de ripple e eficiência, com cálculos precisos e testes rigorosos., porém exige um transformadorFuncionamento de Transformadores em Circuitos ACDescubra os princípios, funcionamento e aplicações dos transformadores em circuitos AC. Guia didático e prático para engenheiros e técnicos. especial.
• O retificador em ponte não exige derivação central e também aproveita todo o sinal ACCorrente Alternada e Corrente ContínuaDescubra neste guia abrangente as características, aplicações e métodos de conversão entre Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC)., sendo, por isso, muito popular em uma ampla gama de aplicações.

Com a compreensão desses três tipos de retificadores, você passa a ter a base para criar e analisar fontes de alimentaçãoTipos de Indutores e Aplicações em Fontes de AlimentaçãoDescubra como os indutores garantem eficiência e estabilidade em fontes de alimentação, com dicas de seleção, tipos e aplicações práticas., carregadores de baterias e muitos outros dispositivos que exigem tensão contínua a partir de uma fonte alternada.

Próximos Passos:

Para aprofundar seu conhecimento em filtros e demais componentes necessários para suavizar a tensão após a retificação, confira os tutoriais específicos sobre capacitores e filtros. Assim, você será capaz de projetar fontes de alimentaçãoTipos de Indutores e Aplicações em Fontes de AlimentaçãoDescubra como os indutores garantem eficiência e estabilidade em fontes de alimentação, com dicas de seleção, tipos e aplicações práticas. e circuitos de retificação com maior estabilidade e confiabilidade.

Esperamos que este guia tenha ajudado você a entender os princípios básicos dos retificadores de meio ciclo, onda completa e ponte, abrindo caminho para estudos mais avançados em eletrônica de potênciaDimensionamento de Resistores em Projetos PráticosAprenda a dimensionar resistores com segurança e precisão. Tutorial prático sobre cálculos de resistência, potência, tolerância e coeficiente térmico. e aplicações industriais. Boas práticas e bons projetos!