A maioria das aplicações de conversão de energia consiste em um estágio de conversão AC para DC e esta saída DC é então usada para outros estágios. Um conversor CA para CC é parte integrante da maioria dos equipamentos eletrônicos, pois a maioria desses equipamentos é alimentada por CC [1]. Geralmente para converter AC em DC é usado um retificador de ponte de diodo. Para reduzir a ondulação na tensão de saída, um capacitor de filtro adequado é usado na saída do retificador. O capacitor do filtro extrai uma corrente de pico da fonte, pois ele carrega apenas por uma curta duração em meio ciclo. Portanto, a corrente consumida por um retificador de diodo é não senoidal por natureza. Devido à natureza não senoidal da corrente de entrada, o THD será muito alto e o fator de potência de entrada também será baixo.

Um retificador monofásico consiste em quatro diodos conectados em uma configuração de ponte de malha fechada para produzir a tensão de saída retificada mostrada na Fig.1

Os quatro diodos são conectados em pares em série com apenas um par de diodos conduzindo durante cada meio ciclo. O retificador com capacitor de filtro é chamado de interface de utilidade AC-DC convencional que é dada na Fig.2 (a). O capacitor de filtro reduz as ondulações presentes na tensão de saída. Embora um capacitor de filtro suprima significativamente a ondulação da tensão de saída, ele introduz distorções na corrente de entrada e extrai corrente da fonte de forma descontínua, em pulsos curtos como mostrado na Fig.2 (b).

O THD dessa forma de onda será muito alto e o fator de potência também será muito baixo. Isso introduz vários problemas, incluindo a redução da potência disponível e o aumento da perda.

Distorção Harmônica Total:

A distorção harmônica total de um sinal é uma medida da distorção harmônica presente e é definida como a razão da soma das potências de todos os componentes harmônicos pela potência da frequência fundamental. O THD é usado para caracterizar a qualidade de energia de sistemas elétricos de potência. O THD em termos de corrente pode ser escrito como:

%THD = √(I _s /I _s1 ) ² -1

Onde, I _s é o valor eficaz da corrente de entrada I _s1 é o componente de frequência fundamental.

Fator de potência:

O fator de potência é a razão entre a potência real (kW) e a potência aparente (kVAr) consumida por uma carga elétrica. a eficiência do sistema de abastecimento. O verdadeiro fator de potência (PF) do sistema pode ser escrito como:

PF=cos f ×Fator de potência de distorção (2)

Ondecos f é o fator de potência de deslocamento. Em um circuito CA, a energia é usada de forma mais eficiente quando a corrente está em fase com a tensão. A descrição do fator de potência de distorção mostra que a distorção harmônica de uma corrente de carga diminui a potência média transferida para a carga. O fator de potência de distorção (DPF) pode ser escrito como:

DPF I1/I

Onde, I1 é o componente fundamental da corrente e I é a corrente total. No retificador de diodo com capacitor de filtro na saída, consome corrente não senoidal, portanto, o fator de potência de distorção é menor que a unidade, resultando em um fator de potência ruim. Devido à presença de alta distorção harmônica total e baixo fator de potência de entrada gerado por conversores convencionais, os retificadores de diodo simples não devem ser usados. Há uma necessidade de alcançar a retificação próxima à unidade, considerando que o retificador modulado por largura de pulso (PWM) é uma versão melhorada do retificador convencional de diodo CA para CC.

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