Rectificadores 1

3

Media Onda

Onda Completa

R

0ViVt

t

iV

0V

LoadR

Transfo

rmador

Rectificador

Filtro

ReguladorZ

RMs

H

V

60

110

Fuente No Regulada

iViV iV iViV

Rectificador de Media Onda

0V

DCV0

pDC

p

DC

p

DC

pDC

t

DC

VV

VV

tV

V

tdtsenVV

dttfT

V

318.0

cos2

2

1

)(1

0

0

00

00

00

2

)(1

)(0

0

2)(0

pRMS

T

RMS

VV

dttfT

V

Voltaje Inverso de Pico

Se trata del valor de voltaje que no debe excederse en la región de polarización inversa, pues de otra forma el diodo estará en la región de avalancha.

0V IPV

iVMVVIP

Rectificador de Onda Completa

1.- Puente de Diodos

iV 0V1D 2D

3D 4D

pDC VV 636.00

iV

Semiciclo positivo

Semiciclo negativo

iV

LR

LR

LR

0V

0V

"",

"",

41

23

0

offDD

onDD

VV i

i

i

VV

VV

0

0

iV

"",

"",

41

32

onDD

offDD

Si fueran de Si

)2(636.00 TpDC VVV

0V

iV

DCV0

Rectificador de onda completa2.-Derivación centralDurante el semiciclo positivo de la tensión en corriente alterna (ver Vin color rojo) el diodo D1 conduce.La corriente pasa por la parte superior del secundario del transformador, por el diodo D1 por RL y termina en tierra. El diodo D2 no conduce pues está polarizado en inversa

Durante el semiciclo negativo (ver Vin color azul) el diodo D2 conduce. La corriente pasa por la parte inferior del secundario del transformador, por el diodo D2 por RL y termina en tierra. El diodo D1 no conduce pues está polarizador en inversa.

Ambos ciclos del voltaje de entrada son aprovechados y el voltaje de salida se verá como en el siguiente gráfico

La tensión de rizado

Filtros

Rectificador

Filtros

SV

Para ahorrar energía se usan filtros. La señal DC pulsantes obtenida después del bloque rectificador no es señal DC pura por lo tanto puede servir para cargar baterías o alimentar motores DC pero no sirve para alimentar circuitos electrónicos.

Para mejorar esta señal se añade un filtro después del rectificador que en su forma más sencilla es un capacitor en paralelo a la carga.

2

pI

MáxV

MínV

1T 2T

T

twt1

2

En el momento de carga del capacitor hay un pico de Ip

Ip: Corriente de Pico

T1: Tiempo de Carga del capacitor.

T2: Tiempo de descarga del capacitor

T: T1+T2=180º

t1T

2TT

RppV

CapV

DCV2

MínMáx VVV

DC

VRpp: Voltaje de rizado de p-p

Leq

DCDC RR

VI

1

1

T

TII

TITI

DCP

DCP

En la carga en el pto wt1:

máx

mín

máxmín

V

Vsent

tsenVV

11

1

12

11 2TT

tT

)(º

33.8º180

22 msegTT

mseg

En la descarga:

máxmíneq

eqmáxmín

eq

t

máxmín

V

VR

Tc

cR

T

V

V

CRTtdonde

eVV

ln

ln

,:

2

2

2

mínmáxRpp VVV

32)(

RppRMS

V

RV

% rizado = frecuencia de rizado *100%

%100*3

1%

%100*

2

32%

%100*(

%)

mínmáxmínmáx

mínmáx

mínmáxV

V

VV

VV

VV

VVDC

RMSR

Volt rizado pico-pico

En el siguiente circuito calcular el valor de C requerido y la Ipico ,para obtener un voltaje

de salida V0=38V , asuma que los diodos son de Si.

Ejercicio:

k3

k6

VVV DC 380

1:4

sV

RMSV120

1D

2D

3D 4D

VV

N

N

V

S

S

426.42

1

42120

2

1

VV

V

VVV

máx

máx

máxTS

026.41

)7.0(243.42

2

VV

V

VVV

VVV

mín

mín

máxDCmín

mínmáxDC

974.34

026.41)38(2

22

º482.58

026.41

974.34

1

11

11

t

sent

V

Vsent

máx

mín

º518.31

º482.58º90

1

1

T

T

msegT

T

T

873.6

º482.148

º518.31º180

2

2

2

mAIk

I

T

T

R

VI

T

TII

p

p

eq

DCp

DCp

509.108º518.31

º180*

2

38

*

*

1

1

en el Capacitor

En la descarga del capacitor: Vmin= Vmax e Req= 3K II 6K=2K

CeqR

T2

fC

CK

mseg

5,21)(2

873,6)

026,41

974,34(ln

Hz

VRMS

60

120LR

Rectificador

de Onda

Completa (usando 2

diodos)

Filtro

21 : NN

Ejercicio:

Diseñe una fuente de alimentación DC no regulada que posea las siguientes características

Encontrar %r, N1/N2, Ip, c . Considere diodos de silicio

DATOSRL= 50 ohmiosVmax = 13,5 VVmin = 10,5 V

EJERCICIO:

Basándose en el problema anterior, diseñe el bloque regulador empleando un diodo zener

Fuente DC

no Regulada

ZV V6 50LR

SRCV

SI ZI

LI

mAI

WP

ZMín

ZMáx

0

2

Encuentre el rango de RS para que el zener regule

Ejercicio

Diseñar una fuente DC no regulada de 12VDC y 2ADC usando un filtro capacitivo y un puente rectificador de onda completa

Vmáx =13.5[V], VAK=0.7V en c/diodo, Vprimario =120VRMS

Calcule:

N1/N2, c=?, % r

LR

0V

21 : NN

sV

RMSV120

1D

2D

3D 4D RL=12/2 = 6 ohmios

Sujetadores o Cambiadores de nivel

Sujetadores

Mantienen la misma excursión ( voltaje pico a pico) de la señal de entrada.

Cambiadores de Nivel

El nivel puede subir o bajar dependiendo del o los capacitores que tenga la red.

10

10

iV

1 2

][1 kHzf

)(msegt

2

22

)(msegt

0V

EstableTransciente

Ejercicio Grafique V0 en estado estable. Asuma diodos ideales

C= 0,1 uf : Frecuencia de Vi = 1 Khz

V5

k470

0V

iV

iV

t

10

10

0V

5

15

Ejercicio Grafique V0 en estado estable. Asuma diodos ideales

C= 0,1 uf : Frecuencia de Vi = 1 Khz

V5

k470

0V

iV

iV

t

10

10

0V

5

15

.47

)1.0)(470(

11

ms

Fk

Rc

msTkHzf

uedescsequePara arg___)54(

msegmseg 1188

adescsenoc arg___

EjercicioGrafique V0 en estado estable. Asuma diodos ideales

C= 0,1 uf : Frecuencia de Vi = 1 Khz

V5

k470

0V

iV

iV

t

10

10

0V

5

15

Semiciclo Positivo

Semiciclo Negativo

V5 k470

0V

iV

VV

VVV

VV

onD

C

iC

5

5

""

1

01

0

1

V5k470

0V

iVVV

V

VVV

offD

Ci

15

510

""

0

0

01

1

Ejercicio

Graficar V0 vs t incluyendo el transciente. Asuma diodos ideales

V8

k100

V6

1D

0V

20

20

iV

0V

aV

1 mseg

mseg