Ponte raddrizzatore: cos’è, come funziona e caratteristiche

Per capire come funziona un ponte raddrizzatore dobbiamo partire dal funzionamento di un raddrizzatore. Il raddrizzatore è un semiconduttore discreto usato per raddrizzare la corrente elettrica alternata, allo scopo di renderla unidirezionale.

I raddrizzatori sono detti anche convertitori, appunto perché hanno la capacità di convertire la potenza elettrica della corrente alternata nella potenza di una corrente unidirezionale. Disponibili dalla fine del 1800, nel corso del tempo hanno subito una forte evoluzione sia nei materiali di produzione che nella configurazione (da mobile a statica).

Nell’industria odierna si producono e si utilizzano quasi esclusivamente i raddrizzatori statici progettati con diodi a semiconduttore, categoria a cui appartengono anche i raddrizzatori a ponte.

Gli schemi circuitali principali sono:

• schemi monofase;
• schemi polifase (tra cui si distinguono i raddrizzatori trifase).

Un ponte raddrizzatore, anche noto come ponte di Graetz è nei fatti un raddrizzatore monofase a doppia semionda. Lo schema del ponte diodi raddrizzatore si presenta con quattro diodi integrati in un unico dispositivo semiconduttore.

La particolare configurazione dei quattro diodi permette di convertire una corrente alternata in corrente continua per utilizzarla in qualsiasi dispositivo elettronico tu debba realizzare.

Tuttavia, quando serve una maggiore potenza si ricorre al raddrizzatore trifase. Anche in questo caso esistono più schemi, tra cui quello trifase a ponte. Una particolarità del raddrizzatore trifase a ponte è la sua capacità di restituire una corrente meno ondulata rispetto alle alimentazioni monofase. Una caratteristica, quest’ultima, che permette un risparmio in termini di filtri di livellamento (per esempio condensatori) da includere nel circuito.

Quali tipi di raddrizzatore di corrente puoi trovare in commercio? Come spiegato in precedenza i raddrizzatori disponibili sono di tipo statico e si dividono in:

• raddrizzatori non controllati;
• raddrizzatori semi-controllati (o a controllo parziale);
• raddrizzatori controllati (o a controllo completo).

In ciascuna delle categorie sopra elencate troverai versioni monofase o trifase.

I raddrizzatori, inoltre, vengono prodotti in vari tipi di contenitori e resi disponibili per il montaggio a vite, per il montaggio foro passante, a saldare, a pressione e il montaggio superficiale.

Per la realizzazione del tuo progetto puoi avvalerti dei seguenti tipi di raddrizzatori a ponte:

• ponte raddrizzatore 220V (o raddrizzatore di corrente 220V);
• ponte raddrizzatore 24V;
• ponte raddrizzatore 12V;
• raddrizzatore di corrente 12V.

Dal catalogo di RS potrai scegliere il raddrizzatore a ponte più indicato per il tuo progetto, sapendo che sono tutti qualificati a livello industriale.

La corrente elettrica viene trasportata lungo la rete in corrente alternata, mentre la maggioranza degli apparati elettronici di uso quotidiano e industriale richiedono una corrente continua per funzionare.

Dunque, i raddrizzatori sono presenti in qualsiasi dispositivo alimentato a corrente. In particolare troviamo i raddrizzatori negli alimentatori, i quali hanno la funzione di restituire una tensione in corrente continua.

I raddrizzatori di grande potenza sono, invece, diffusi nelle stazioni di conversione della corrente elettrica necessaria al movimento dei treni, oppure nei grandi motori a corrente continua impiegati nelle cartiere o nell’industria siderurgica.

Il settore delle telecomunicazioni fa ampio uso dei raddrizzatori per alimentare gli impianti di trasmissione e di ricezione.

Nell’elettronica i raddrizzatori servono ad alimentare i circuiti logici, ad esempio, quelli per l’elaborazione o per il controllo.

Illustriamo ora la differenza tra ponte raddrizzatore trifase e ponte raddrizzatore monofase, per capire quale dei due è meglio utilizzare nel proprio circuito.

Ciò che differenzia i raddrizzatori trifase dai raddrizzatori monofase è la tensione a cui sono applicati. In particolare, i raddrizzatori trifase vengono usati per applicazioni in:

• media tensione (usati anche singolarmente);
• grande potenza (interconnessi in configurazioni che creano raddrizzatori a 12, 18 e più impulsi).

Un raddrizzatore trifase ha la caratteristica di migliorare le forme dell’onda di tensione e di corrente, sia dal lato della rete che dal lato del carico, e di ridurre le oscillazioni della tensione diretta verso il carico.

Un raddrizzatore a ponte monofase, invece, viene preferito rispetto ad altre configurazioni monofase perché la corrente raddrizzata è meno ondulata. Ciononostante, è sempre utile inserire un condensatore di livellamento. Rispetto alle altre, in aggiunta, questa configurazione presenta il vantaggio di non richiedere l’impiego di un trasformatore con presa centrale.

Schematicamente, un ponte raddrizzatore si compone di quattro diodi collegati in serie. Questo significa che basterebbe collegare tra loro quattro diodi switching (o di commutazione) per ottenere un ponte raddrizzatore.

Ovviamente, si tratta di un puro esercizio didattico per verificare i principi di funzionamento di un ponte di Graetz. In commercio troverai raddrizzatori a ponte pronti all’uso per ogni tuo progetto.

Per verificare un ponte raddrizzatore prima di implementarlo nel circuito, invece, dovrai dotarti di un multimetro digitale. Imposta il selettore su “Continuità” e con il puntale del negativo punta il positivo del ponte raddrizzatore, mentre con il puntale positivo punta su uno dei due collegamenti che riportano il simbolo della corrente alternata. Il semiconduttore è funzionante se sul display del tester è riportato un valore diverso da zero. Ora ripeti la procedura puntando il puntale positivo del tester sul negativo del raddrizzatore.

I raddrizzatori sono dei convertitori di corrente alternata in corrente unidirezionale. Dei tanti modelli che si sono succeduti nel corso del tempo, oggi si utilizzano in particolare i raddrizzatori statici a semiconduttore.

Un ponte raddrizzatore a diodi è la versione più comunemente utilizzata in elettronica per le sue caratteristiche di stabilità. Di questi, si utilizzano in particolare le versioni monofase e trifase, anche se in contesti differenti tra loro.

Per la realizzazione dei tuoi circuiti o per la sostituzione di componentistica negli apparecchi elettronici da riparare, puoi avvalerti di raddrizzatori a ponte e di tanti altri semiconduttori discreti. Sono disponibili in grande quantità nel catalogo RS ed offrono massima affidabilità e prestazioni termiche elevate.