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Capacitor de filtro e ripple de fonte retificada

Informe secundário, tipo de retificador, corrente e capacitor para ver o pico, o ripple e a capacitância mínima para o ripple desejado.

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Entrada

Tipo de retificador

Na ponte, dois diodos conduzem por vez; na meia onda, um.

Tensão eficaz (RMS) do secundário do transformador, sem carga ou com carga conforme o seu caso.

Valor típico, confira o do fabricante/da fonte: para silício costuma ficar entre 0,6 e 1,1 V conforme a corrente.

Frequência da rede

Frequência da rede que alimenta o transformador.

Corrente média que a carga consome, em miliamperes.

Capacitância do capacitor de filtro, em microfarads.

Oscilação pico a pico que você aceita na tensão do capacitor.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Pico, ripple e capacitor

pico no capacitor = Vrms × √2 − n × Vd, com n = 2 na ponte e n = 1 na meia onda

frequência do ripple = 2 × frequência da rede (onda completa) ou a da rede (meia onda)

ripple (V) = corrente (A) ÷ (frequência do ripple × capacitância (F))

capacitância mínima (F) = corrente (A) ÷ (frequência do ripple × ripple desejado (V))

média da onda retificada sem filtro: Vp ÷ π na meia onda e 2 × Vp ÷ π na onda completa

Vp é o pico do secundário, Vrms × √2, e a média vale para o sinal ideal, sem queda de diodo. O ripple é a oscilação pico a pico da tensão no capacitor entre um pico e o seguinte.

Exemplo com ponte de diodos

Um secundário de 12 V eficazes em 60 Hz, com ponte e queda de 0,7 V por diodo, entrega pico de 15,57 V e ripple de 120 Hz. Com carga de 500 mA e 2.200 µF, o ripple é 1,89 V e a tensão cai a 13,68 V no vale.

Para limitar o ripple a 1 V nessa mesma carga, a capacitância mínima é 4.167 µF, arredondada para cima.

Na meia onda, com 9 V eficazes em 60 Hz, o ripple tem só 60 Hz e a mesma carga de 100 mA com 1.000 µF dá 1,67 V. Em 50 Hz na ponte, o ripple vai a 100 Hz.

Limites da conta

  • A queda por diodo é um campo editável: 0,70 V é só um valor típico de silício e varia com a corrente. Use a curva do datasheet do diodo.
  • A fórmula do ripple supõe corrente constante e ripple pequeno perto do pico; a página recusa casos em que o ripple alcança o pico.
  • Vale para retificador monofásico alimentado pela rede. Transformador com derivação central, filtro com indutor e retificação trifásica ficam de fora.

Segurança

Atenção: Tensão de rede e capacitores carregados oferecem risco. A tensão de trabalho do capacitor deve superar o pico com folga, e valem os limites do datasheet do capacitor, do diodo e do transformador: esta página não substitui o manual do fabricante.

Perguntas frequentes

Como calcular o capacitor de filtro do retificador?

Divida a corrente pelo produto da frequência do ripple e do ripple desejado. Com 500 mA, ripple de 120 Hz e 1 V pico a pico, são 500 ÷ (120 × 1) = 4.167 µF; a página arredonda para cima.

Qual a tensão de ripple do retificador com um capacitor de 2200 µF?

O ripple é a corrente dividida por frequência do ripple e capacitância. Com 500 mA, ponte em 60 Hz (ripple de 120 Hz) e 2200 µF, a oscilação pico a pico é de 1,89 V.

Qual a frequência do ripple em meia onda e onda completa?

Na onda completa o ripple tem o dobro da frequência da rede: 120 Hz em 60 Hz. Na meia onda ele coincide com a da rede, 60 Hz, o que exige capacitor maior para o mesmo ripple.

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