Che cos’è la rettifica attiva?

La rettifica attiva è il processo di conversione della corrente alternata (AC) in corrente continua (DC) con una distorsione molto bassa negli ingressi a bassa tensione. I livelli CA in ingresso tra 0 e 0.7 volt (V) sono un problema comune quando si utilizzano raddrizzatori passivi al silicio o al germanio. Il diodo ideale si accenderà con una tensione zero attraverso l’anodo e il catodo. Nei circuiti reali, tuttavia, ci sarà una caduta di tensione diretta attraverso il diodo al silicio di circa 0.7 V e di circa 0.3 V per il diodo al germanio.

L’uso della rettifica attiva è per circuiti che gestiscono bassi livelli di corrente alternata, ad esempio per il rilevamento specializzato di segnali di modulazione di ampiezza (AM). In AM, la portante a radiofrequenza (RF) ha un livello di picco medio, o inviluppo, che trasporta la modulazione o l’informazione trasmessa sull’onda radio. Dopo aver recuperato la portante, nel ricevitore AM è presente un circuito di rilevamento AM che recupera l’inviluppo. Se l’inviluppo è inferiore a 0.7 V ed è richiesta la demodulazione, è necessario un circuito di raddrizzamento attivo.

Negli alternatori viene utilizzata la rettifica sincrona invece della rettifica attiva. La rettifica sincrona è resa possibile da contatti sincroni denominati commutatori. Quando un avvolgimento del rotore sta progredendo in un’uscita ad andamento positivo, quell’avvolgimento del rotore viene rapidamente collegato o commutato nel terminale di uscita. Quando la sua tensione è al di sotto di un certo livello minimo positivo, viene scollegato dall’uscita. Molti di questi avvolgimenti sono utilizzati a turno per l’uscita mentre il rotore continua a ruotare, con conseguente uscita CC senza raddrizzatori elettronici.

La tecnica di rettifica attiva può utilizzare dispositivi attivi come transistor e amplificatori operazionali. Gli amplificatori operazionali invertenti con un diodo sull’anello di retroazione tra l’uscita degli amplificatori operazionali e l’ingresso invertente mostrano caratteristiche di raddrizzatore attivo quasi ideali. La piccolissima corrente diretta necessaria per far funzionare il diodo citato produrrà una distorsione inferiore a 0.01 V nel segnale di uscita, e questo è un grande miglioramento rispetto alla rettifica passiva, che richiede almeno 0.3 V in ingresso. Nella conversione dell’energia elettrica, c’è poca necessità di rettifica attiva a causa delle tensioni relativamente elevate che vengono convertite. I raddrizzatori passivi che causano perdite di tensione da circa 1.4 a 2 volt in corrente continua (VDC) sono accettabili poiché sono disponibili enormi margini di tensione da sorgenti di tensione non regolate.

H-bridge è una configurazione del circuito molto utile. Se utilizzato con diodi, l’H-bridge diventa un raddrizzatore a onda intera. Le uscite DC sono prese dove si connettono i nodi anodo-anodo e catodo-catodo. Se utilizzato con i transistor, l’H-bridge è in grado di fornire un azionamento bidirezionale a un carico come un motore o un altoparlante. Nelle applicazioni di rettifica attiva, il ponte H può essere utilizzato per fornire il bloccaggio del segnale e la trasformazione dell’impedenza necessaria per un funzionamento del circuito più stabile.