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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