SOFTMAX - INTRODUZIONE AI SISTEMI DI CONVERSIONE

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La conversione della tensione e corrente da alternata a continua viene ottenuta utilizzando componenti con un comportamento fortemente asimmetrico rispetto alla polarità ad essi applicata.Questi sono i cosiddetti DIODI. Infatti andando ad analizzare attentamente la loro CARATTERISTICA VOLTAMPEROMETRICA, si riscontra una resistenza DINAMICA ed anche STATICA molto bassa in fase di conduzione ed ALTISSIMA IN FASE DI BLOCCO O D'INTERDIZIONE. Tutto questo consente l'eliminazione di una delle due semionde che compongono un PERIODO COMPLETO della tensione alternata.Il periodo,con frequenza di rete pari a 50 Hz,è di 20 ms, ed indica il tempo necessario al segnale per assumere tutti i valori possibili prima di riprendere a variare con la stessa modalità.  

Come avrete modo di appurare nel seguito di questo trattato, esistono due grandi categorie di diodi: I DIODI PER ALTISSIMA VELOCITA' DI COMMUTAZIONE e quindi per frequenze elevate e I DIODI PER ALIMENTAZIONE, destinati a funzioni di RADDRIZZAMENTO per frequenze poco superiori a quelle di rete. L' utilizzo di diodi cosiddetti lenti su segnali a frequenze elevate e ricchi di picchi, determina un forte << surriscaldamento >> del semiconduttore,che può anche condurlo alla distruzione, oltre ad una deformazione non lieve del segnale. Nella fig. 1 è stato indicato lo schema di un << raddrizzatore ad una semionda >> con filtro capacitivo. Questo tipo di conversione non viene quasi mai utilizzato, perché, oltre a necessitare valori di capacità circa doppi, a parità di resistenza di carico, rispetto allo schema seguente, determina una graduale magnetizzazione del pacco lamellare del trasformatore e quindi una tendenza nel tempo a portarlo a lavorare sempre più vicino alla zona di saturazione magnetica, con conseguente aumento incontrollato della corrente di reazione e quindi al danneggiamento degli avvolgimenti primari e/o secondari del trasformatore !!!!

Fig. 1

L' utilizzo del ponte di Graetz comporta invece l'eliminazione di questo problema, in quanto la polarità della corrente nel trasformatore continua ad invertirsi regolarmente alla frequenza di rete, inoltre il periodo della componente pulsante ottenuta da questa conversione si abbassa da 20 ms a 10 ms,con una frequenza dunque di 100 Hz.Il capacitore necessario per il <<livellamento>> ha quindi una capacità inferiore in quanto è minore il tempo che intercorre tra i due valori di picco consecutivi. 

Fig. 2

Nel circuito ad una semionda è importante rilevare che la tensione inversa ai capi del diodo è pari al doppio della tensione di picco d'ingresso e questo per una differenza dei <<potenziali>> in gioco ai capi del diodo. Tutto questo è semplicemente dimostrabile sapendo che il potenziale agente su catodo del diodo è pari a  Vk = Vca x √2, dove Vk potenziale catodo, Vca tensione efficace d'ingresso e √2 fattore di cresta per segnali sinusoidali. Il potenziale all' anodo (Va) invece varia tra + Vca x √2 e - Vca x √2: ebbene nell'istante in cui abbiamo sull' anodo un potenziale di picco negativo, avremo ai capi del diodo una differenza di potenziale pari a:

Vak = (Vca x √2) -  (-Vca x √2) = Vca x √2 + Vca x √2 = 2(Vca x √2)

Vak = 2 Vpicco

Nella scelta del diodo questo calcolo ci consentirà di sceglierne uno con adatta tensione inversa massima, pena la perforazione del semiconduttore e conseguente cortocircuito (breakdown voltage).