In un circuito raddrizzatore, la tensione di uscita CC è generalmente superiore alla tensione di ingresso CA a causa della natura del processo di rettifica. I raddrizzatori convertono la tensione CA (corrente alternata) in tensione CC (corrente continua) consentendo il flusso di corrente in una sola direzione attraverso il carico. Durante il raddrizzamento, i diodi o altri dispositivi a semiconduttore conducono corrente solo quando la tensione CA istantanea supera una determinata soglia, nota come caduta di tensione diretta del diodo. Di conseguenza, la tensione di uscita del raddrizzatore, che è il valore medio o di picco della forma d’onda raddrizzata, tende ad essere superiore al valore RMS (radice media quadratica) della tensione CA in ingresso.
La tensione CC stessa non è intrinsecamente superiore alla tensione CA in tutti i casi. Tuttavia, nei circuiti raddrizzatori, dopo che la tensione CA è stata raddrizzata, la tensione CC risultante potrebbe apparire più elevata a causa dell’effetto livellante dei componenti di filtraggio come i condensatori. Questi componenti riducono l’ondulazione o le variazioni della tensione CC, determinando una tensione di uscita più stabile che a volte può essere superiore al valore di picco o RMS della tensione di ingresso CA.
Dopo il rettificazione, la tensione CC può aumentare rispetto alla tensione di ingresso CA principalmente a causa della capacità del raddrizzatore di convertire entrambe le metà della forma d’onda CA (cicli positivi e negativi) in un flusso di corrente unidirezionale. Questo processo aumenta effettivamente il livello di tensione medio della forma d’onda, determinando una tensione di uscita CC più elevata rispetto al valore RMS dell’ingresso CA.
In condizioni specifiche, come nei convertitori boost o nei circuiti basati su trasformatore, la tensione di uscita può effettivamente essere superiore alla tensione di ingresso. Questi circuiti utilizzano elementi di accumulo di energia come induttori o condensatori e tecniche di controllo per aumentare o amplificare la tensione di ingresso a un livello superiore. Ciò si ottiene attraverso operazioni di commutazione che manipolano l’energia immagazzinata in questi componenti, consentendo una tensione di uscita che supera la tensione di ingresso.
La relazione tra la tensione di ingresso CA e la tensione CC di uscita in un raddrizzatore dipende da fattori quali il tipo di rettifica (semionda o onda intera), il valore di picco o RMS della tensione di ingresso CA e il carico collegato al raddrizzatore . Generalmente, la tensione DC in uscita da un raddrizzatore sarà proporzionale al valore di picco della tensione AC in ingresso meno la caduta di tensione diretta del diodo, considerando eventuali perdite aggiuntive e le caratteristiche dei componenti di filtraggio utilizzati.
La tensione di uscita di un trasformatore può apparire superiore alla tensione di ingresso a causa dei principi dell’induzione elettromagnetica. I trasformatori sono progettati per aumentare o diminuire le tensioni CA variando il numero di spire negli avvolgimenti primari e secondari e le proprietà del materiale del nucleo. Quando la tensione CA viene applicata all’avvolgimento primario di un trasformatore, induce un flusso magnetico variabile nel nucleo, che a sua volta induce una tensione nell’avvolgimento secondario. Il rapporto spire tra gli avvolgimenti determina se la tensione di uscita è superiore (trasformatore step-up) o inferiore (trasformatore step-down) rispetto alla tensione di ingresso, secondo le specifiche di progettazione del trasformatore.