• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Cicuitos Rectificadores
 

Cicuitos Rectificadores

on

  • 31,358 views

 

Statistics

Views

Total Views
31,358
Views on SlideShare
31,358
Embed Views
0

Actions

Likes
2
Downloads
507
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Cicuitos Rectificadores Cicuitos Rectificadores Document Transcript

    • LABORATORIO DE ELECTRONICA REFERENTE A DIODOS RECTIFICADORES 1 Estudio De Los Circuitos Recti cadores Luis Felipe De La Hoz Cubas, Maria Ilse Dovale Perez, Michael Forero Naizir Abstract— En el siguiente informe se presenta un estudio detal- de Voltajequot; reduce los rizos que quedan después del ltrado, lado de las características de los diodos recti cadores para esto se para esto se utiliza un Regulador Zener en paralelo. hicieron diferentes pruebas con varias clases de diodos que poseen Antes de comenzar es necesario dejar en claro los siguientes esta característica para veri car su e cacia, se estudiaron los resultados evaluando estos mismos para establecer conclusiones conceptos: pertinentes y poder comprobar lo estudiado teóricamente. Voltaje Inverso Pico (PIV): Voltaje máximo inverso que aparecerá en las terminales del Diodo. Index Terms— Voltaje Inverso Pico (PIV), Capacitores Elec- trolíticos, Circuitos Recti cadores, Circuitos Limitadores o Fi- E ciencia de Recti cación ( R ): Es la razón entre la jadores, E ciencia de Recti cación, Factor de Rizo. potencia de la componente DC de la salida y la potencia AC de la señal de entrada, entonces, entre mayor sea este valor, mejor desempeño tendrá el recti cador. Factor de Rizo: Mide el contenido de alterna que tiene la I. INTRODUCCION señal de salida con respecto a su componente DC. A continuación se estudia a través de prácticas con diodos recti cadores como es el funcionamiento de estos con diferentes con guraciones de circuitos, para esto se utiliza III. R ECTIFICADOR DE M EDIA O NDA El recti cador de media onda utiliza semiciclos alternados una fuente de señal alterna, se explica también a través de de la senoide de entada, el circuito equivalente es el siguiente: este escrito la importancia del parametro PIV para caracteri- zar un circiuto recti cador con diodos, así se compara con la teoría los resultados obtenidos para veri car el correcto funcionamiento, se puede ver a continuación a través de tablas y grá cos, las distintas medidas tomadas en cada circuito, para un mejor detalle de todo lo experimentado. Fig.2: Circuito recti cador de media onda. II. DIODOS RECTIFICADORES Al seleccionar diodos para el dise;o de un recti cador Una de las aplicaciones más importantes de los diodos, es se debe especi car la capacidad del manejo de corriente el diseño de circuitos recti cadores, estos son escenciales para requerida, es decir la mayor corriente de conducción del diodo, los equipos electrónicos, a continuación se puede observar un también es importante proporcionar el Voltaje Inverso Pico diagrama en bloque que usa este tipo de diodos que da una (PIV), que el diodo debe resistir sin ruptura, este tiene un idea de su funcionamiento. valor igual a: P IV = VS. La e ciencia de Recti cación en los circuitos recti cadores de media onda es aproximadamente: R = 40:5% y el factor de rizo es igual a 121%. Si se analiza el circuito con precisión, se puede observar que cuando la entrada de señal es pequeña esta con guración no funciona bien. Fig.1: Diagrama en bloques de una fuente de alimentación A continuación se puede ver la onda correspondiente al de DC[1] Recti cador de Media Onda. Como se puede observar, la Fig.1 muestra el diagrama mencionado, en este aparece primeramente la quot;Linea de CAquot; seguida del quot;Transformador de Potenciaquot;, este último reduce el voltaje rms dependiendo del número de vueltas de las bobinas y la relación de éstas entre ellas; luego le sigue el quot;Recti cador del diodoquot;, el cuál se estudiará en este informe, su función es convertir el voltaje DC bipolar en unipolar, como se observa debajo del dibujo, y veremos a lo largo del informe; luego del recti cador se observa el quot;Filtroquot;, que reduce las variaciones de la magnitud de la salida; nalemente antes de Fig.3: Señal correspondiente al cto recti cador de media llegar a la carga, que sería el circuito electrónico el quot;Regulador onda.
    • LABORATORIO DE ELECTRONICA REFERENTE A DIODOS RECTIFICADORES 2 Es importante hablar tambien del quot;Recti cador de Onda completaquot; este circuito, mostrado en la gura que sigue utiliza ambas mitades de senoide de entrada utilizando derivación centraly proporciona una salida unipolar invirtiendo las mi- tades negativas de la onda senoidal. Cuando el voltaje de linea de entrada (Que alimenta D1 ), es positivo, ambas señales son positivas ya que D1 conducirá y D2 tendrá polarización inversa. En el semiciclo negativo ambos voltajes VS serán negativos, por tanto D1 estará abierto y D2 conducirá. La corriente que pasa por R uirá en la misma dirección y por tanto V0 será unipolar . El valor del PIV en este caso será aproximadamente el doble que el recti cador de media onda con un valor de: P IV = 2VS VD : Tabla.1: Datos del circuito recti cador en puente con 4 diodos. Con el puente integrado de los cuatro diodos mencionado anteriormente los resultados fueron los siguientes: Fig.4: Circuito recti cador de onda completa. A. Recti cador en Puente Tabla.2: Tabla circuito recti cador en puente con puente integradoW04M. También se usa como recti cador de onda completa, la El PIV en este caso es casi la mitad del valor del recti cador diferencia con el Recti cador de Onda Completa mencionado de onda completa, lo cual es muy ventajoso, es por esto es anteriormente es que no necesita derivación central, esta que el Recti cador en Puente es la con guración más popular con guración requiere de 4 diodos puestos como muestra la del circuito recti cador. siguiente gura, pero por su gran utilidad ya vienen arreglados en paquetes de 1 integrado, el que usaremos en la práctica sera el W04M. B. Recti cador de Pico También llamado Recti cador con un Condensador de Fil- tro, es utilizado como forma simple de reducir el voltaje de salida colocando un condensador en el resistor de carga. Sirve para reducir en gran medida las variaciones del voltaje de salida del recti cador. Su con guración se muestra en la siguiente imágen: Fig.5: Con guración correspondiente al recti cador en puente. Este circuito funciona de la siguiente forma: durante los ciclos positivos del voltaje de entrada, VS es positivo y la corriente conduce por D1 , el resistor y D2 ; mientras que D3 y D4 están en polarización inversa. Fig.6: Circuito Recti cador de Pico Veamos la siguiente tabla ilustrativa de los valores de la fuente, el voltaje de la carga, corriente de la carga, y el voltaje de los diodos, para el caso en que se mide la con guración A medida que Vin se vuelve positivo, el diodo conduce y en puente con 4 de los diodos: el condensador se carga hasta que V0 = Vin el voltaje de V0
    • LABORATORIO DE ELECTRONICA REFERENTE A DIODOS RECTIFICADORES 3 permanecería constante, veamos a continuación la grá ca de C. Restaurador de DC esta con guración: La última con guración estudiada en este caso, es el Restau- rador de DC, o también conocido como Circuito Condensador Fijador. En este caso se toma el voltaje V0 en las terminales del diodo. El circuito correspondiente a esta con guración es el siguiente: Fig.7: Señal correspondiente a cto recti cador de pico sin resistor. Ahora se procede a conectar una resistencia en paralelo al condensador como quot;Resistencia de Cargaquot; y el circuito queda de la siguiente forma: Fig.10:Circuito Restaurador de DC Fig.8 Circuito Recti cador de Pico con Carga RL Debido a la polaridad del diodo, el condensador se cargará Ahora para una señal senoidal, el condensador se carga a a un voltaje Vc con la polaridad indicada e igual magnitud del V0 entonces el diodo permanece en corte en ese momento por pico más negativo de Vin entonces el diodo deja de conducir la polarización inversa que se crea mientras el condensador y el condensador retiene su voltaje de manera inde nida, el se encuentra cargado, cuando el condensador comienza a voltaje de salida en este caso está dado por: V0 = Vin + Vc ; descargarse a través de la resistencia de carga durante todo hay que notar que si el diodo invierte sus terminales la onda el ciclo hasta que el voltaje de la fuente Vin excede el de salida se invertirá hacia abajo teniendo como resultado un voltaje del capacitor y se repite el ciclo nuevamente. Veamos pico máximo de 0V. a continuación las señales comparadas de entrada y salida: Fig.9: Señal correspondiente a cto recti cador de pico con resistor. Fig.11: Señal correspondiente a cto restaurador de DC sin Para esta con guración hay que hacer unas cuantas obser- resistor. vaciones: | El diodo conduce durante el intervalo t (Es decir cuando V0 = Vin ), en este momento el voltaje de entrada Cuando se conecta una resitencia de carga RL la situación de la fuente proporciona al condensador una carga igual a la cambia de manera importante, mientras que la salida está de Vin : arriba de tierra, por R debe circular una corriente de DC neta, | La conducción del diodo comienza cuando V0 = Vin y pero como en este momento el diodo está en corte, es obvio se detiene un poco despues del pico máximo de Vin . saber que la corriente viene del condensador, lo que causa que | Durante el intervalo de corte del diodo el condensador este se descargue y el voltaje de la salida caiga. En este caso se descarga a través de R y V0 decae exponencialmente con se usó una entrada de onda cuadrada. una constante de tiempo igual a = RC. | Si RC o T , donde T es el período, la diferencia entre Veamos el circuito en este caso y el comportamiento del Vin y V0 es muy pequeña entonces V0 es casi constante y casi mismo primero explicado, para luego observar la imagen igual a Vin : comprobada experimentalmente.
    • LABORATORIO DE ELECTRONICA REFERENTE A DIODOS RECTIFICADORES 4 IV. CONCLUSIONES Después de haber realizado con mucha cautela los labora- torios y comparar los mismos con la teoría se pudieron sacar las siguientes conclusiones: | El parámetro Voltaje Inverso Pico o PIV, tiene una im- portancia primordial en el diseño de sistemas de recti cación, ya que éste es el valor nominal del voltaje que no deberá excederse en la región de polarización inversa, ya que en caso contrario el diodo entraria en la región de avalancha zener. | A continuación se pueden ver las ventajas, y desventajas existentes entre el recti cador de onda completa convencional y el recti cador en puente, mencionadas aquí también las Fig.12: Con guración de Restaurador de DC con una carga mostradas anteriormente en forma redactada, ahora se pueden RL ver más claramente en una tabla comparativa: Durante el intervalo que va de t0 a t1 el voltaje de salida cae exponencialmente con un = RC: Luego en t1 la entrada disminuye a Va voltios y la salida trata de seguirla, esto hace que el diodo conduzca fuertemente y cargue rápidamente el condensador, en el intervalo de t1 a t2 el voltaje de salida sería normalmente un poco debajo de 0V, después cuando la entrada se eleva en Va voltios en t2 la salida lo sigue y el ciclo se repite sucesivamente. La pérdida de carga del condensador durante el intervalo de t0 a t1 se recupera durante el intervalo de t1 a t2 , este equilibrio Tabla.3: Comparacion entre Recti cador de Onda de carga permite calcular el promedio de corriente del diodo, completa y Recti cador en Puente. además de los detalles de la onda de salida. A continuación veamos la imagen respectiva: | El efecto que tiene conectar un capacitor a la salida de un diodo recti cador es de un ltro, ya que al pasar la señal por el recti cador y luego por el condensador, éste último hace que la onda de salida se mantenga lo mas invariante posible. El funcionamiento de circuitos recti cadores con capacitores se basa en el proceso de carga y descarga de estos mismos, la constante de tiempo resultante en las con guraciones de las guras 6 y 8 es = RC; ésta constante de tiempo debe ser mucho mayor que el período de la señal recti cada, para que el condensador no se descargue considerablemente, esto Fig.13: Señal correspondiente a cto restaurador de DC con se debe tener muy en cuenta en el momento de escoger los resistor. valores de la resistencia de carga RL y el condensador C: | El efecto que genera sobre la salida de un recti cador de media onda al incluir a la señal de entrada una componente DC es que la salida de la señal proporciona una onda mayor o menor en su amplitud dependiendo de la componente DC, por otra parte cuando el valor DC es igual al valor pico de la señal positivo el diodo nunca deja de conducir ya que el voltaje sobre el diodo siempre seria mayor en el ánodo que en el cátodo superando el voltaje voltaje de umbral y suponiendo la componente DC positiva, es por esto que no se obtiene la forma de onda recti cado. | Hay que tener en cuenta en el estudio de los diodos que utilizamos, el 1N4148 y el 1N4007 que no existe difer- encia signi cativa a la salida del recti cador de media onda
    • LABORATORIO DE ELECTRONICA REFERENTE A DIODOS RECTIFICADORES 5 cualquiera de los dos que se utilice, dado que la frecuencia es trabajada en 60 hz el tiempo de recuperación de los diodos de recti cación es su ciente para que se recupere después de cada semiciclo. | A partir de las informaciones suministradas en las tablas 1 y 2 es posible veri car el funcionamiento del recti cador en puente sin usar las condiciones de encendido y apagado de los diodos, sino únicamente el voltaje de entrada y la corriente en la carga, ya que comparando los resultados son iguales estos valores, con la diferencia que en el puente integrado no se pueden medir los voltajes en cada uno de los diodos. Consideraciones hechas por Luis Felipe De la Hoz, María Ilse Dovale y Michael Forero. REFERENCIAS [1].SEDRA, Adel y KENNETH, Smith. Circuitos Micro- electrónicos. México: Oxford University Press, 2001. [2].MUHAMMAD, Rashid. Circuitos Microelectrónicos: Análisis y diseño. Estados Unidos: Internacional Thompson Editores, 1999 [3].DATASHEET Catalog. Buscador de hojas de datos de dispositivos electrónicos, Online, http://www.datasheetcatalog.net/. [4]. Fuentes de internet : http://electronred.iespana.es/diodo.htm