Pontes retificadoras

Uma ponte retificadora é um circuito que utiliza quatro diodos para direcionar ambas as metades de uma forma de onda CA, de modo que a carga sinta uma única polaridade. Em outras palavras, ela transforma corrente alternada em corrente contínua pulsante sem a necessidade de um transformador com derivação central. Os diodos conduzem em pares, invertendo o semiciclo negativo para que a corrente que flui pela carga sempre siga no mesmo sentido. Em comparação com um retificador de meia onda, uma ponte retificadora utiliza ambos os semiciclos, resultando em uma tensão CC média mais alta e uma tensão de ondulação mais baixa para a mesma frequência da rede elétrica. Isso não elimina as perdas (sempre há dois diodos no caminho de condução), mas aproveita melhor a forma de onda de entrada e melhora a qualidade da saída. Um capacitor colocado em paralelo com o resistor de carga atua como um filtro, suavizando a saída pulsante em uma fonte de alimentação CC mais prática.

Dimensionamentos e limites térmicos
A seleção do retificador começa com a tensão, corrente e os limites térmicos. A tensão reversa de pico deve exceder a entrada CA máxima, incluindo os transientes. O dimensionamento de corrente deve abranger tanto a carga no estado estacionário, quanto o surto de partida. A corrente de irrupção, especialmente com grandes capacitores de filtro, depende muito da impedância do transformador e da capacitância, logo um único número da ficha técnica não conta toda a história. Termicamente, dois diodos conduzem a cada semiciclo, portanto a ponte perde aproximadamente: P ≈ 2 × V_F × I_carga Esta é uma primeira estimativa útil, não a resposta final. A tensão direta varia com a temperatura e a corrente, e as fontes com entrada capacitiva criam picos de corrente elevados em vez de corrente contínua estável. Isso significa que a dissipação real pode ser pior do que o esperado. Não se limite aos cálculos em estado estacionário — ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento podem causar fadiga nas juntas de solda e nas conexões internas, especialmente em projetos de alta potência ou com arrefecimento inadequado.

Efeitos da ondulação, eficiência e linha
Para um filtro com entrada capacitiva, uma estimativa aproximada da tensão de ondulação é: V_ondulação ≈ I_carga / (fC) onde f é o dobro da frequência CA para um retificador de onda completa. Isso pressupõe uma corrente de carga relativamente constante. As cargas reais são frequentemente dinâmicas, portanto a ondulação medida costuma ser maior. A eficiência depende muito da tensão de saída. Em fontes de baixa tensão, a queda de tensão constante no diodo representa uma grande porcentagem do total na saída, razão pela qual os projetistas frequentemente utilizam diodos Schottky ou retificação síncrona nesses casos. Uma ponte alimentando um capacitor também não extrai uma corrente senoidal uniforme da fonte. Ela puxa corrente em picos curtos e intensos. Isso cria harmônicos, degrada o fator de potência e pode introduzir ruído ou criar fadiga nos componentes dos estágios anteriores. Em sistemas de alta potência, esse comportamento geralmente gera a necessidade de filtragem adicional ou correção do fator de potência.