RECTIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEDIA ONDA
Francisco GalleguillosInforme5 de Octubre de 2018
1.602 Palabras (7 Páginas)289 Visitas
RECTIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEDIA ONDA
Un rectificador es un circuito que convierte una señal de corriente alterna en una señal unidireccional. Los diodos se usan extensamente en los rectificadores. Un rectificador monofásico de media onda es el tipo más sencillo, pero no se utiliza normalmente en aplicaciones industriales. Sin embargo, resulta útil para comprender el principio de operación de los rectificadores.
[pic 2]
Hay distintos tipos de circuitos rectificadores y los rendimientos de un rectificador se evalúan normalmente en función de los parámetros siguientes:
Valor promedio del voltaje de salida o de carga VCD Valor promedio del voltaje de salida o de carga ICD Potencia en la carga en CD
PCD = VCD ∙ ICD (10)
El valor medio cuadrático (RMS) del voltaje de salida (señal rectificada) VRMS
El Valor medio cuadrático (RMS) de la corriente de salida (señal rectificada) IRMS
Potencia de salida o en la carga en CA
PCÆ = VRMS ∙ IRMS (11)
La eficiencia de un rectificador, nos permite comparar la efectividad del dispositivo y se define como:
5 = PCD
PCA
(12)
El voltaje de salida se puede determinar como el formado por dos componentes, (1) el valor CD y (2) la componente CA u ondulatoria.
El valor efectivo de la componente de CA del voltaje de salida es:
[pic 3]
VCÆ = JVRMS2 — VCD2 (13)
El factor de forma, que es una medida de la forma del voltaje de salida, es:
FF = VRMC
VCD
(14)
El factor de componente ondulatoria, también conocido como factor de riple, que es una medida del contenido de la componente ondulatoria, se define como:
RF = VCA
VCD
El factor RF se puede expresar también como:
RF = J(VRMC 2 2[pic 4]
[pic 5]
(15)
(16)
VCD )
—1 = √FF —1
El factor de utilización del transformador se define como:
TUF = PCD
VCIC
(17)
Donde VS e IS son el volteje y la corriente media cuadrática RMS del secundario del transformador.
Para determinar el valor medio de cualquier tipo de señal, debemos desarrollar la siguiente integral.
VCD = 1 ƒT v(t)dt
[pic 6]
(18)
T 0
Para determinar el valor RMS de cualquier tipo de señal periódica, debemos desarrollar la siguiente integral.
[pic 7]
VRMS = J(1 ƒT v2(t)dt) (19)
T 0
Para una señal alterna tipo sinusoidal, la cual es rectificada en media onda, los valores VDC y VRMS, son los siguientes:
VCD = VMAX ICD = VDC VRMS = VMAX IRMS = VRMC[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]
El valor RMS del secundario del transformador es:
V = VMAX[pic 12][pic 13]
√2
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)
El valor RMS de la corriente en el secundario del transformador es la misma que en la carga.
I = VMAX[pic 14]
2R
(25)
Un parámetro importante al momento de diseño es el PIV, voltaje inverso peak o máximo, el cual establece que para rectificadores de media onda PIV=VMAX.
Como ejercicio calcule los siguientes parámetros del rectificador de media onda.
PCD PCÆ 5 FF RF TUF
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CARGA R
[pic 15][pic 16]
Si consideramos el circuito rectificador con carga resistiva, observamos que la forma de onda del voltaje y corriente son similares, solamente la corriente en la carga está atenuada por el valor de la resistencia.
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CARGA RL[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
En el circuito rectificador con carga resistiva e inductiva (RL), antes de t = 0 el voltaje suministrado es negativo y la corriente en el circuito es cero. Después de t = 0 el diodo queda polarizado en forma directa, y empieza a circular una corriente (el diodo es sustituido por un corto circuito). Las formas de onda de corriente y voltaje son mostradas en las figuras. Cuando se pasa al semiciclo negativo el diodo debería entrar en polarización inversa con lo cual no conduce, o sea es un circuito abierto, pero como podemos observar el diodo sigue conduciendo, esto se debe a la energía almacenada en la bobina (recordar que la bobina almacena energía en forma de campo magnético). El diodo conducirá hasta que la corriente en la bobina se haga prácticamente cero.
El punto en que la corriente alcanza el valor cero se conoce como ángulo de extinción.
Una forma de solucionar el problema de la conducción del diodo cuando tenemos carga RL es la instalación de un diodo de libre circulación en paralelo con la carga.
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CARGA RLE
[pic 20][pic 21]
[pic 22]
En esta situación el diodo comenzará a conducir cuando el voltaje de entrada supere el voltaje de la fuente continua. Luego que el voltaje de entrada cae por debajo del voltaje de corriente continua por lo tanto el diodo debería dejar de conducir y quedar en estado OFF o abierto, pero eso no sucede debido al efecto inductivo de la carga.
RECTIFICADORES MONOFÁSICOS DE ONDA COMPLETA
Este tipo de rectificadores es uno de los más utilizados en sistemas electrónicos, está compuesto por cuatro diodos conocido generalmente como puente de diodos o puente Graetz.[pic 23]
En el semiciclo positivo conducen los diodos D1 y D4, D2 y D3 OFF. En el semiciclo negativo conducen los diodos D2 y D3, D1 y D4 OFF.
El voltaje medio o promedio en un rectificador de onda completa es:
VCD = 2VMAX[pic 24]
ICD = VDC[pic 25]
El voltaje RMS de salida de la señal rectificada es:
VRMS = VMAX[pic 26][pic 27]
I = VRMC[pic 28][pic 29]
...