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Rectificadores

Rectificadores φ1

φ3

Media Onda

Onda Completa

R

0ViVtω

tω

iV

0V

LoadR

Transfo

rmado

r

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

=

=

−=

=

=

∫

∫

π

ωπ

ωπ

π

π

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

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.

π π2

pI

MáxV

MínV

1T 2T

T

tωwt1

2π π

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

tω1T

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

ω

ω

12

11 2TT

tT

−=

−=

π

ωπ

)(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 ττ

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

γ

γ

γ

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

ω

ω

ω

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

µ5,21)(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 Ω= 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

===

=→=

τµτ

τ

uedescsequePara arg___)54( →− τ

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