Redresseurs
AC et DC sont deux termes fréquents que vous rencontrez en étudiant le flux de charge électrique. Alternating Current (AC)a la propriété de changer son état en permanence. Par exemple, si nous considérons une onde sinusoïdale, le courant circule dans un sens pour un demi-cycle positif et dans le sens opposé pour un demi-cycle négatif. D'autre part,Direct Current (DC) ne circule que dans une seule direction.
Un circuit électronique, qui produit soit un signal CC, soit un signal CC pulsé, lorsqu'un signal CA lui est appliqué est appelé rectifier. Ce chapitre traite en détail des redresseurs basés sur un ampli opérationnel.
Types de redresseurs
Les redresseurs sont classés en deux types: Half wave rectifier et Full wave rectifier. Cette section traite de ces deux types en détail.
Redresseur demi-onde
UNE half wave rectifier est un redresseur qui produit des demi-cycles positifs en sortie pour un demi-cycle de l'entrée et zéro en sortie pour l'autre demi-cycle de l'entrée.
le circuit diagram d'un redresseur demi-onde est illustré dans la figure suivante.
Observez que le schéma de circuit d'un redresseur demi-onde illustré ci-dessus ressemble à un amplificateur inverseur, avec deux diodes D 1 et D 2 en plus.
le working du circuit redresseur demi-onde illustré ci-dessus est expliqué ci-dessous
Pour le positive half cyclede l'entrée sinusoïdale, la sortie de l'ampli-op sera négative. Par conséquent, la diode D 1 sera polarisée en direct.
Lorsque la diode D 1 est en polarisation directe, la tension de sortie de l'ampli opérationnel sera de -0,7 V. Ainsi, la diode D 2 sera polarisée en inverse. D'où leoutput voltage du circuit ci-dessus est zero volts.
Par conséquent, il y a no (zero) output du redresseur demi-onde pour le demi-cycle positif d'une entrée sinusoïdale.
Pour le negative half cycled'entrée sinusoïdale, la sortie de l'ampli-op sera positive. Ainsi, les diodes D 1 et D 2 seront polarisées en inverse et polarisées en direct respectivement. Ainsi, la tension de sortie du circuit ci-dessus sera -
$$ V_0 = - \ gauche (\ frac {R_f} {R_1} \ droite) V_1 $$
Par conséquent, la sortie d'un redresseur demi-onde sera un positive half cycle pour un demi-cycle négatif de l'entrée sinusoïdale.
Formes de vagues
le input et output waveforms d'un redresseur demi-onde sont représentés sur la figure suivante
Comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessus, le schéma de circuit du redresseur demi-onde que nous avons discuté produira positive half cycles pour les demi-cycles négatifs de l'entrée sinusoïdale et la sortie zéro pour les demi-cycles positifs de l'entrée sinusoïdale
Redresseur pleine onde
UNE full wave rectifier produit des demi-cycles positifs à la sortie pour les deux demi-cycles de l'entrée.
le circuit diagram d'un redresseur pleine onde est illustré dans la figure suivante -
Le schéma de circuit ci-dessus se compose de deux amplificateurs opérationnels, deux diodes, D 1 et D 2 et cinq résistances, R 1 à R 5 . leworking du circuit redresseur pleine onde illustré ci-dessus est expliqué ci-dessous -
Pour le positive half cycled'une entrée sinusoïdale, la sortie du premier ampli-op sera négative. Par conséquent, les diodes D 1 et D 2 seront polarisées en direct et polarisées en inverse respectivement.
Ensuite, la tension de sortie du premier ampli opérationnel sera -
$$ V_ {01} = - \ gauche (\ frac {R_2} {R_1} \ droite) V_i $$
Observez que la sortie du premier ampli opérationnel est connectée à une résistance R 4 , qui est connectée à la borne inverseuse du deuxième ampli opérationnel. La tension présente à la borne non inverseuse du deuxième ampli-op est de 0 V. Ainsi, le second ampli-op avec résistances, R 4 et R 4 agit comme uninverting amplifier.
La tension de sortie du deuxième ampli opérationnel sera
$$ V_0 = - \ gauche (\ frac {R_5} {R_4} \ droite) V_ {01} $$
Substituting la valeur de $ V_ {01} $ dans l'équation ci-dessus, on obtient -
$$ => V_ {0} = - \ left (\ frac {R_5} {R_4} \ right) \ left \ {- \ left (\ frac {R_2} {R_1} \ right) V_ {i} \ right \ } $$
$$ => V_ {0} = \ gauche (\ frac {R_2R_5} {R_1R_4} \ droite) V_ {i} $$
Par conséquent, la sortie d'un redresseur pleine onde sera un demi-cycle positif pour le positive half cycled'une entrée sinusoïdale. Dans ce cas, le gain de la sortie est $ \ frac {R_2R_5} {R_1R_4} $. Si nous considérons $ R_ {1} = R_ {2} = R_ {4} = R_ {5} = R $, alors le gain de la sortie sera de un.
Pour le negative half cycled'une entrée sinusoïdale, la sortie du premier ampli-op sera positive. Par conséquent, les diodes D 1 et D 2 seront polarisées en inverse et polarisées en direct respectivement.
La tension de sortie du premier ampli opérationnel sera -
$$ V_ {01} = - \ gauche (\ frac {R_3} {R_1} \ droite) V_ {i} $$
La sortie du premier ampli opérationnel est directement connectée à la borne non inverseuse du deuxième ampli opérationnel. Maintenant, le deuxième ampli-op avec résistances, R 4 et R 5 agit comme unnon-inverting amplifier.
La tension de sortie du deuxième ampli opérationnel sera -
$$ V_ {0} = \ gauche (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ droite) V_ {01} $$
Substituting la valeur de $ V_ {01} $ dans l'équation ci-dessus, on obtient
$$ => V_ {0} = \ left (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ right) \ left \ {- \ left (\ frac {R_3} {R_1} \ right) V_ {i} \ right \} $$
$$ => V_ {0} = - \ gauche (\ frac {R_3} {R_1} \ droite) \ gauche (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ droite) V_ {i} $$
Par conséquent, la sortie d'un redresseur pleine onde sera un positive half cyclepour le demi-cycle négatif de l'entrée sinusoïdale également. Dans ce cas, l'amplitude du gain de la sortie est $ \ left (\ frac {R_3} {R_1} \ right) \ left (1+ \ frac {R_5} {R_4} \ right) $. Si nous considérons $ R_ {1} = 2R_ {3} = R_ {4} = R_ {5} = R $ alors le gain de la sortie seraone.
le input et output waveforms d'un redresseur pleine onde sont illustrés dans la figure suivante
Comme vous pouvez le voir dans la figure ci-dessus, le schéma de circuit du redresseur pleine onde que nous avons considéré ne produira que positive half cycles pour les demi-cycles positifs et négatifs d'une entrée sinusoïdale.