Dispositivo che consente corrente AC in una sola direzione: il diodo
Il componente che consente il flusso di corrente in una direzione e la blocca in direzione inversa è il diodo.
Come funziona con la CA
- La CA inverte direzione ogni semionda.
- Durante la semionda in cui l'anodo è positivo rispetto al catodo → Polarizzazione diretta → Corrente scorre (piccola caduta ~0.7V Si, 0.3V Schottky).
- Durante la semionda opposta → Polarizzazione inversa → Corrente bloccata (piccola perdita µA).
- Risultato: CC pulsante (rettifica a mezza onda).
Tipi comuni di diodo per rettifica CA
| Tipo | Caduta diretta | Recupero inverso | Uso tipico |
|---|---|---|---|
| Generico Si (1N4007) | ~1.0V @ 1A | Lento (µs) | Rettificatori frequenza di rete (50/60Hz) |
| Recupero veloce (UF4007) | ~1.0V | 50–100 ns | SMPS, >20 kHz |
| Schottky (1N5819, MBR...) | 0.3–0.5V | ~Zero (portatore di maggioranza) | DC/DC a bassa tensione, bypass solare |
| Ultraveloce / SiC / GaN | 0.7–1.5V | < 50 ns, Qrr basso | Alta frequenza, alta temperatura, EV, inverter PV |
| Ponte raddrizzatore (4 diodi in un unico pacchetto) | 2× caduta Vf | Per diodo | Rettifica full-wave monofase |
| Ponte trifase (6 diodi) | 2× caduta Vf | Per diodo | Azionamenti motori, rettificatori trifase |
Menzione speciale: Diodo Zener
Anche un diodo, ma progettato per rompersi a una precisa tensione inversa (tensione Zener) per regolazione/riferimento — non per rettifica.
Parametri chiave per la selezione
- Tensione inversa di picco (\(V_{RRM}\) / \(V_R\)) > picco CA max × fattore di sicurezza.
- Corrente diretta media (\(I_{F(AV)}\)) > corrente di carico + margine.
- Corrente diretta di picco di sovratensione (\(I_{FSM}\)) > spunto/avviamento.
- Resistenza termica (\(R_{\theta JA}\), \(R_{\theta JC}\)) → dimensionamento dissipatore.
- Tempo di recupero inverso (\(t_{rr}\)) e Carica (\(Q_{rr}\)) per applicazioni di commutazione.