ESERCIZIO TRAN3: raddrizzatore a semionda con carico RC

ESERCIZIO TRAN3
Si consideri il circuito raddrizzatore a semionda in figura:
supponendo che la tensione sinusoidale di ingresso abbia un’ampiezza VP di 10 V
ed una frequenza f di 50 Hz. Si descriva la forma d’onda della tensione di uscita e
si calcolino la tensione di ondulazione e l’angolo di conduzione. Inoltre si calcoli il
valore di picco della corrente di spunto che circola nel diodo. Si confrontino i
risultati con le simulazioni.
ANALISI CARTA E PENNA:
In un raddrizzatore a semionda con filtro capacitivo, la tensione di ondulazione
è approssimativamente uguale a
Vr =
V P − Von T
≈ 0.93 V
R
C
dove VP=10 V, Von≈ può essere considerata circa costante e pari a 0.7 V (in realtà
per applicazioni di potenza la corrente può essere considerevole, e la Von può
essere maggiore di qualche centinaio di mV). Il periodo T=1/f è pari a 20 ms.
L’angolo di conduzione è invece pari a
θ=
2Vr
≈ 0.431 rad
VP
e la corrente di spunto risulta pari a
I SC = 2πfCV P ≈ 31.4 A
È istruttivo verificare in simulazione che in realtà per correnti così elevate la
tensione Von del diodo sia maggiore degli 0.7 V assunti prima.
SIMULAZIONE DEL CIRCUITO CON PSPICE
Eseguire la simulazione TRAN con i seguenti parametri:
Final Time = 200m, Step Ceiling = 1m.
Visualizzare su due assi indipendenti le tracce corrispondenti alla tensione di uscita
VOUT ed alla corrente nel diodo.
Con l'aiuto dei cursori misurare la tensione di ripple, la corrente di spunto e l'angolo di
conduzione del diodo, verificando i valori con quelli calcolati con l'analisi carta e
penna .
Per visualizzare anche la tensione sul diodo, nel programma di visualizzazione
aggiungere un terzo asse Y indipendente (Plot->Add Y axis) ed associarvi
l'espressione V(D1:1)-V(D1:2).