Calcolo della tensione inversa di picco del raddrizzatore

Inserisca la tensione del trasformatore o della sorgente come valore RMS o di picco, scelga la topologia e, se opportuno, applichi un fattore di sicurezza. Il risultato comprende il picco convertito della sorgente, la PIV teorica per diodo, il numero di diodi e la tensione nominale minima dopo il margine. Nei circuiti con presa centrale, inserisca la tensione di un solo sem avvolgimento.

Inserisca la tensione della sorgente con il riferimento corretto

La tensione inversa di picco dipende dal massimo valore istantaneo della sorgente, quindi la base della tensione è fondamentale. Se il secondario del trasformatore è specificato in volt RMS, selezioni RMS: il calcolatore moltiplica il valore inserito per la radice quadrata di due e ricava il picco sinusoidale. Se conosce già il valore di picco da una forma d’onda, una specifica o una misura, selezioni picco e non verrà applicata alcuna conversione RMS. La topologia con presa centrale richiede particolare attenzione: inserisca la tensione tra un’estremità e la presa centrale, non quella tra le due estremità. Per un trasformatore indicato come 12-0-12 V, inserisca quindi 12 V RMS, poiché ciascun diodo lavora con un sem avvolgimento da 12 V. Per un ponte o un raddrizzatore a semionda, inserisca la tensione dell’intera sorgente collegata all’ingresso. Il modello presume una sorgente sinusoidale a vuoto e non compensa regolazione del trasformatore, tolleranza di rete, distorsione o incertezza di misura. Per scegliere un componente reale, utilizzi la massima tensione plausibile della sorgente.

Comprenda perché la topologia cambia la PIV del diodo

In un semplice raddrizzatore a semionda, l’unico diodo blocca la sorgente durante la semionda inversa; la sua PIV teorica equivale quindi a un picco della sorgente. In un ponte a quattro diodi, due conducono mentre gli altri due bloccano, e ogni singolo diodo vede ancora circa un picco nel modello ideale. Il raddrizzatore a onda intera con presa centrale è diverso. Mentre un diodo conduce da un sem avvolgimento, quello opposto si trova alla polarità inversa. Il diodo non conduttore è esposto alla somma delle tensioni di picco dei due sem avvolgimenti, perciò la PIV teorica è pari al doppio del picco misurato fra un’estremità e la presa centrale. Il calcolatore esprime il rapporto come fattore PIV: uno per la semionda, due per l’onda intera con presa centrale e uno per il ponte. Tutti i diodi di una topologia simmetrica hanno lo stesso requisito calcolato. La caduta diretta viene esclusa intenzionalmente perché le equazioni PIV di prima approssimazione considerano ideali sorgente e diodi; transitori e tolleranze devono essere coperti dal margine di progetto.

Trasformi la PIV teorica in una tensione nominale pratica

La PIV teorica è una stima della sollecitazione del circuito, non automaticamente un valore nominale sicuro da catalogo. Il fattore di sicurezza facoltativo moltiplica il valore teorico e produce la tensione nominale minima indicata. Un fattore pari a uno mostra il minimo matematico; un valore maggiore riserva margine per rete alta, aumento a vuoto del trasformatore, picchi di commutazione, induttanza dispersa, temperatura e tolleranze. Il calcolatore non sceglie un margine predefinito, perché quello adatto dipende dal circuito, dalle norme applicabili, dall’ambiente, dalla soppressione delle sovratensioni e dall’obiettivo di affidabilità. Dopo il calcolo, scelga un diodo la cui tensione inversa di picco ripetitiva sia almeno pari al minimo corretto; non confonda tale dato con un valore di impulso non ripetitivo. Verifichi separatamente corrente diretta, corrente impulsiva, dissipazione, tempo di recupero, isolamento del contenitore e condizioni termiche. Gli alimentatori con condensatore di livellamento possono produrre stretti impulsi di carica e transitori non simulati da questo semplice modello sinusoidale. Per circuiti critici, ad alta energia o collegati alla rete, confermi il risultato con analisi del caso peggiore, datasheet, misure e simulazione adeguata.