Retificador Síncrono: Retificador Ativo
Retificadores síncronos ou retificadores ativos são usados em algumas fontes de alimentação para fornecer níveis muito mais altos de eficiência – exigindo mais componentes, eles são mais caros, mas fornecem melhor desempenho.
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Circuitos retificadores de diodo incluem:
Circuitos Retificadores de Diodo | Retificador de meia onda | Retificador de Onda Completa | Retificador de Onda Completa de Dois Diodos | Ponte Retificadora de Onda Completa | Retificador Síncrono
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Os retificadores síncronos também são conhecidos como retificadores ativos e são usados para melhorar a eficiência dos circuitos retificadores de diodo.
Os diodos semicondutores são substituídos por elementos de chaveamento ativos: transistores que podem ser MOSFETs de potência ou transistores bipolares de potência que são ligados e desligados nos tempos necessários para permitir que ocorra a retificação.
Como a comutação obviamente deve ocorrer em sincronismo com a forma de onda de entrada, esses retificadores são frequentemente chamados de retificadores síncronos ou, às vezes, de retificadores ativos.
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Justificativa para retificadores síncronos
A necessidade de retificadores síncronos ou retificadores ativos resulta da queda constante que ocorre em um diodo quando ele está conduzindo.
Embora a tensão de ativação de um diodo de silício – o tipo mais comumente usado para retificadores seja de cerca de 0,6 volts, a queda real no diodo pode aumentar para mais de 1 volt em sua corrente nominal.
O uso de diodos Schottky pode reduzir a queda de tensão, mas ainda pode ser um problema, especialmente onde são necessários os mais altos níveis de eficiência. Os retificadores síncronos são capazes de fornecer melhorias mesmo em relação aos retificadores de diodo Schottky.
A questão da eficiência é ainda mais aguda quando se utilizam conversores de baixa tensão. Com níveis de tensão de apenas alguns volts e com a possibilidade de altos níveis de corrente, as quedas de tensão introduzidas pelos diodos tornam-se inaceitáveis e as técnicas de retificador síncrono tornam-se essenciais
Noções básicas de retificação síncrona
Em um retificador de diodo típico, o diodo liga quando está polarizado diretamente e desliga quando está polarizado reversamente. É possível controlar um elemento ativo para que o mesmo efeito ocorra. A vantagem de um retificador ativo é que a resistência de condução e a queda de tensão são muito menores do que com diodos.
Como a comutação do elemento ativo deve ser cronometrada corretamente, ela está realmente em sincronismo com a forma de onda que está sendo retificada. É por esta razão que esses retificadores são conhecidos como retificadores síncronos.
Freqüentemente, os MOSFETs de potência são elementos ativos ideais para retificação síncrona e têm uma resistência muito baixa, RDS que pode ser tão baixa quanto algumas dezenas de mΩ ou menos. A queda de tensão nesse nível de resistência provavelmente será muito menor do que em um diodo. Onde a queda de tensão em um MOSFET de potência se torna um problema, vários dispositivos podem ser colocados em paralelo.
A desvantagem dos retificadores síncronos ou ativos é que eles exigem circuitos de controle para garantir que os dispositivos liguem de forma síncrona, ou seja, no momento certo. Os circuitos necessários para o controle do retificador síncrono normalmente incluem detectores de nível de tensão e circuitos de acionamento para os dispositivos ativos.
Uma questão chave para o circuito de controle é garantir que dois dispositivos em pernas opostas do retificador não liguem juntos, caso contrário, um curto-circuito seria apresentado à entrada. O ligar e desligar dos dispositivos normalmente é controlado para garantir que, mesmo no ponto em que um liga e outro desliga, haja um pequeno intervalo para evitar que os dois dispositivos sejam ligados juntos.
A retificação ativa ou retificação síncrona é frequentemente empregada em conversores CA/CC, onde a eficiência é uma questão fundamental. O uso de um retificador síncrono permite minimizar as perdas de energia e melhorar os níveis de eficiência, embora à custa de complexidade adicional.
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