11.10 : Raddrizzatore a Ponte

Il raddrizzatore a ponte è essenziale nell'elettronica per convertire in modo efficiente la corrente alternata (CA) in corrente continua (CC). Composto da quattro diodi configurati in un layout a ponte, questo raddrizzatore elabora efficacemente sia la metà positiva che quella negativa della forma d'onda CA, rendendolo superiore ai raddrizzatori a semionda e onda intera con presa centrale, in termini di regolazione della tensione e stabilità di uscita.

Operativamente, il raddrizzatore a ponte consente il flusso di corrente attraverso due dei suoi diodi durante ciascun semiciclo dell'ingresso CA. Nello specifico, durante i semicicli positivi, i diodi D_1 e D_2 conducono, consentendo alla corrente di passare attraverso il resistore di carico R, mentre i diodi D_3 e D4 sono polarizzati inversamente e non conduttivi. Questa azione si inverte durante i semicicli negativi, dove i diodi D_3 e D_4 conducono e D_1 e D_2 sono polarizzati inversamente. Nonostante la natura alternata della tensione di ingresso, la corrente attraverso il resistore di carico R rimane in un'unica direzione, garantendo un'uscita CC costante e pulsante positiva.

La tensione inversa di picco (PIV) richiesta è la tensione del diodo (V_D) sottratta dalla tensione della sorgente (V_S), ottenendo un valore che è circa la metà del raddrizzatore a onda intera con un trasformatore con presa centrale. Pertanto, il raddrizzatore a ponte è più efficiente e consente un design più compatto ed economico.

Inoltre, l'avvolgimento secondario del trasformatore in un circuito raddrizzatore a ponte richiede meno spire rispetto a quello di una configurazione con trasformatore con presa centrale, migliorandone l'efficienza complessiva. Le prestazioni di un raddrizzatore a ponte possono anche essere notevolmente migliorate integrando diodi Schottky, noti per la loro bassa caduta di tensione diretta e tempi di recupero rapidi, o aggiungendo un filtro condensatore per ridurre al minimo il ripple, producendo così un'uscita CC di qualità superiore.