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O que é corrente de ondulação em fontes de alimentação

O post explica sobre o que é corrente de ondulação em circuitos de fontes de alimentação, o que a causa e como ela pode ser reduzida ou eliminada usando o capacitor de suavização.

O que é Ripple em circuitos de fonte de alimentação

Em todas as fontes de alimentação CA para CC, a saída CC é obtida retificando a potência de entrada CA e filtrando através de um capacitor de suavização.

Embora o processo limpe a CA para quase uma CC pura, um pequeno conteúdo de corrente alternada residual indesejada é sempre deixado dentro do conteúdo CC, e essa interferência indesejada na CC é denominada corrente de ondulação ou tensão de ondulação.

Este conteúdo de CA restante indesejado em CC é principalmente devido à filtragem inadequada ou supressão da CC retificada, ou às vezes devido a algum outro fenômeno complexo, como sinais de feedback de cargas indutivas ou capacitivas associadas à fonte de alimentação ou também pode ser de sinal de alta frequência unidades de processamento.

O fator de ondulação residual explicado acima (γ) é tecnicamente definido como a razão da magnitude da raiz quadrada média (RMS) da tensão de ondulação real para a quantidade absoluta introduzida na linha CC da saída da fonte de alimentação e é normalmente representada em porcentagem.

Expressando o fator de ondulação

Há também um método alternativo de expressar o fator de ondulação, e isso é através do valor de tensão pico a pico. E este método parece ser muito mais fácil de expressar e medir usando um osciloscópio, e pode ser facilmente avaliado através de uma fórmula disponível.

Antes de entendermos a fórmula para avaliar o conteúdo de ondulação em DC, seria importante primeiro entender o processo de conversão de uma corrente alternada em corrente contínua usando diodos retificadores e capacitores.

Normalmente, um retificador de ponte que compreende quatro diodos é usado para converter uma corrente alternada em uma corrente contínua de onda completa.

No entanto, mesmo após a retificação, a DC resultante pode ter uma enorme ondulação devido à grande tensão pico a pico (deep valley) ainda persistente na DC. Isso ocorre porque a função do retificador é limitada apenas para converter os ciclos negativos da CA em ciclos positivos, conforme mostrado abaixo.

DIAGRAMA MOSTRANDO O VALE DO RIPPLE

Diagrama mostrando o Vale do Ripple

Os vales profundos persistentes entre cada meio ciclo retificado introduzem o máximo de ondulação, que pode ser resolvido apenas pela adição de um capacitor de filtro na saída da ponte retificadora.

Essa grande tensão pico a pico entre os vales e os ciclos de pico é suavizada ou compensada usando capacitores de filtro ou capacitores de suavização na saída da ponte retificadora.

Como funciona o capacitor de filtro

Esse capacitor de suavização também é chamado de capacitor de reservatório, pois funciona como um tanque reservatório e armazena a energia durante os ciclos de pico da tensão retificada.

O capacitor de filtro armazena a tensão e a corrente de pico durante os ciclos de pico retificados, simultaneamente a carga também recebe a potência de pico durante esses ciclos, porém durante as bordas de queda desses ciclos ou nos vales, o capacitor instantaneamente retrocede a energia armazenada para o carga garantindo a compensação à carga, e a carga pode receber uma CC bastante consistente com uma ondulação de pico a pico reduzida em comparação com a ondulação real sem o capacitor.

O ciclo continua, à medida que o capacitor é carregado e descarregado no processo, na tentativa de minimizar a diferença do conteúdo real de ondulação de pico a pico para a carga conectada.

A eficiência de suavização depende da corrente de carga

A eficiência de suavização do capacitor acima depende muito da corrente de carga, pois isso aumenta a capacidade de suavização do capacitor proporcionalmente diminui e é por isso que cargas maiores exigem um capacitor de suavização maior nas fontes de alimentação.

A discussão acima explica o que é ondulação em uma fonte de alimentação CC e como ela pode ser reduzida inserindo um capacitor de suavização após o retificador de ponte.

No próximo artigo aprenderemos a calcular a corrente de ondulação ou simplesmente a diferença pico a pico em um conteúdo DC através da associação de um capacitor de suavização.

Em outras palavras, aprenderemos como calcular o valor correto ou ótimo do capacitor para que a ondulação em uma fonte de alimentação CC seja reduzida ao nível mínimo.

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FONTE


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