Raddrizzatore a semionda con filtro RC (11)

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 Un ulteriore miglioramento nel raddrizzatore a semionda consiste nell'inserimento di una capacità C in parallelo alla resistenza di carico R. L'obiettivo è quello di ottenere in uscita una tensione sempre più vicina alla corrente continua DC.

Figuro 1: circuito raddrizzatore con filtro RC.

Il circuito è raffigurato in figura 1. Si presuppone che che in ingresso ci sia una tensione alternata, dunque un generatore sinusoidale, quindi Vi(t)=VM sin(ωt).

  • D ON, la corrente è positiva ed è la somma del contributo sulla resistenza e sul condensatore, che viene caricato dalla medesima:

    Come nel caso precedente, l'uscita Vu = Vi - Vγ;
Per ricavare l'esatto momento in cui il diodo si spegne, occorre sostituire Vu(t)=VM sin(ωt) (ove si è trascurato Vγ considerato molto minore di VM) e risolvere l'equazione quando essa vale 0:
equazione, quella trovata, che mostra che l'istante in cui il diodo si spegne dipende dalla frequenza del segnale di ingresso e dalla resistenza e capacità di carico.
  • D OFF, la corrente è nulla I = 0: è possibile trovare l'espressione analitica della tensione in uscita, risolvendo l'equazione differenziale al nodo Vu, integrando fra l'istante di spegnimento e t:


Si ottiene un risultato abbastanza palese: non appena il diodo si spegne, infatti, il condensatore si scarica attraverso la resistenza e l'uscita, in questa condizione, segue l'equazione della scarica del condensatore.
In figura 2, una semplice simulazione nel tempo di questo circuito. Scegliendo opportunamente i valori di resistenza e capacità, la tensione in uscita è più vicina a un potenziale costante. Nel caso in figura, C = 100 µF e R = 2 MΩ
Figura 2: circuito raddrizzatore, ingresso Vi in blu e Vu in verde. 

Scegliere un valore troppo alto di capacità può portare a correnti di picco molto alte, dannose per il circuito. In figura 3 è mostrato il grafico con una capacità di 500 µF. Non appena viene alimentato, la corrente raggiunge un massimo di circa 1.9 A!
Figura 3: corrente di picco nella capacità di carico.

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