Electrónica de potencia
Páginas: 38 (9280 palabras)
Publicado: 11 de noviembre de 2010
Rectificación de potencia
1.1.- RECTIFICACIÓN MONOFÁSICA NO CONTROLADA.
Todos sabemos que el voltaje eléctrico es generado y distribuido en forma de
voltaje alterno a una frecuencia de 60 Hz. Debido a razones practicas es necesario
realizar la conversión de corriente alterna a corriente continua, esto se puede llevar a cabo mediante diodos rectificadores.
Rectificación de media onda.Esto se puede realizar con un circuito simple conocido como rectificador de media
onda, el cual cambia el voltaje senoidal a una onda de voltaje pulsante como se muestra en la figura 1.1.
Figura 1.1. Circuito rectificador de media onda.
Mientras que el voltaje de entrada Ui de la figura 1.1b tiene un valor promedio de
cero, el voltaje de salida de la figura 1.1c tiene un voltaje promediode salida igual a 0.3Uimax, pero en este caso el voltaje no es perfectamente continuo.
Colocando un capacitor en paralelo con la carga R1 podemos obtener un voltaje
muy cercano al voltaje constante.
Durante el tiempo en que el voltaje pasa desde cero hasta su voltaje máximo
Uimax el diodo conduce y el capacitor se carga, después cuando el voltaje pasa desde el voltaje máximo Uimax a ceroel capacitor se descarga a través de R1, si el tiempo de descarga (tdischarge) es lo suficientemente largo, mayor que el periodo de la onda, el voltajede salida resulta ser casi constante.
Los voltajes de salida para C1 >> 1/(R1·f) y para C1 = 1/(R1·f) son representados
en la figura 1.2a y 1.2c respectivamente. De ambas figuras deducimos que entre mayor sea el capacitor , el voltaje de salidaes mucho mas cercano al voltaje constante, generalmente este voltaje de salida se representa como una señal continua a cual se le ha superpuesto una pequeña ondulación o voltaje de rizo (denotada por r) que es le factor de relación entre el valor efectivo de la componente alterna y el valor medio del voltaje continuo a la salida del filtro.
Figura 1.2.- Voltajes y corrientes de salida paradiferentes valores del capacitor C.
Se intuye que este factor es mucho mas pequeño entre mas grande sea el valor
capacitor, así como el periodo de esta señal. Al mismo tiempo en el diodo se presentan algunos picos de amplitud de corriente como se muestra en la figura 1.2c, este método de rectificación es muy simple y presenta algunas desventajas las cuales mencionaremos a continuación:
a)Eficiencia muy baja debido a que el circuito es usado solo para media onda.
b) Toda la potencia es soportada por un solo diodo, el cual debiera ser del tamaño
apropiado.
c) La calidad del voltaje de salida presenta una gran ondulación residual, especialmente para pequeñas cargas resistivas, las cuales demandan un capacitor de salida muy grande.
Estas desventajas sepueden resolver en parte por medio del rectificador de onda
completa.
Rectificación de onda completa
El rectificador de onda completa es usado durante el periodo total del voltaje de
entrada, reduce considerablemente el voltaje de rizo y mejora el voltaje de salida
continuo. Considere por ejemplo el circuito de la figura 1.3, donde el voltaje de salida del generador Ui es aplicado a lospuntos 1 y 2.
En esta situación el diodo V1 esta directamente polarizado y el diodo V2
inversamente polarizado, de forma que la corriente fluye a través de V1 y la carga
resistiva R1,cuando la polaridad cambia el diodo V2 conduce.
En esta configuración ambas medias ondas son usadas pero con una amplitud
Uimax / π como se muestra en la figura 1.4.
Para esta configuración se supone quepodemos obtener factores de rizo más
Bajos y que cada diodo tiene que soportar un voltaje inverso igual a Uimax, que es
aproximadamente igual al doble del voltaje continúo de salida.
En el rectificador de onda completa de la figura 1.3, la resistencia R presenta la
desventaja de quitarle potencia a la carga, pero si usamos un transformador con
derivación central como se ilustra en la figura...
1.1.- RECTIFICACIÓN MONOFÁSICA NO CONTROLADA.
Todos sabemos que el voltaje eléctrico es generado y distribuido en forma de
voltaje alterno a una frecuencia de 60 Hz. Debido a razones practicas es necesario
realizar la conversión de corriente alterna a corriente continua, esto se puede llevar a cabo mediante diodos rectificadores.
Rectificación de media onda.Esto se puede realizar con un circuito simple conocido como rectificador de media
onda, el cual cambia el voltaje senoidal a una onda de voltaje pulsante como se muestra en la figura 1.1.
Figura 1.1. Circuito rectificador de media onda.
Mientras que el voltaje de entrada Ui de la figura 1.1b tiene un valor promedio de
cero, el voltaje de salida de la figura 1.1c tiene un voltaje promediode salida igual a 0.3Uimax, pero en este caso el voltaje no es perfectamente continuo.
Colocando un capacitor en paralelo con la carga R1 podemos obtener un voltaje
muy cercano al voltaje constante.
Durante el tiempo en que el voltaje pasa desde cero hasta su voltaje máximo
Uimax el diodo conduce y el capacitor se carga, después cuando el voltaje pasa desde el voltaje máximo Uimax a ceroel capacitor se descarga a través de R1, si el tiempo de descarga (tdischarge) es lo suficientemente largo, mayor que el periodo de la onda, el voltajede salida resulta ser casi constante.
Los voltajes de salida para C1 >> 1/(R1·f) y para C1 = 1/(R1·f) son representados
en la figura 1.2a y 1.2c respectivamente. De ambas figuras deducimos que entre mayor sea el capacitor , el voltaje de salidaes mucho mas cercano al voltaje constante, generalmente este voltaje de salida se representa como una señal continua a cual se le ha superpuesto una pequeña ondulación o voltaje de rizo (denotada por r) que es le factor de relación entre el valor efectivo de la componente alterna y el valor medio del voltaje continuo a la salida del filtro.
Figura 1.2.- Voltajes y corrientes de salida paradiferentes valores del capacitor C.
Se intuye que este factor es mucho mas pequeño entre mas grande sea el valor
capacitor, así como el periodo de esta señal. Al mismo tiempo en el diodo se presentan algunos picos de amplitud de corriente como se muestra en la figura 1.2c, este método de rectificación es muy simple y presenta algunas desventajas las cuales mencionaremos a continuación:
a)Eficiencia muy baja debido a que el circuito es usado solo para media onda.
b) Toda la potencia es soportada por un solo diodo, el cual debiera ser del tamaño
apropiado.
c) La calidad del voltaje de salida presenta una gran ondulación residual, especialmente para pequeñas cargas resistivas, las cuales demandan un capacitor de salida muy grande.
Estas desventajas sepueden resolver en parte por medio del rectificador de onda
completa.
Rectificación de onda completa
El rectificador de onda completa es usado durante el periodo total del voltaje de
entrada, reduce considerablemente el voltaje de rizo y mejora el voltaje de salida
continuo. Considere por ejemplo el circuito de la figura 1.3, donde el voltaje de salida del generador Ui es aplicado a lospuntos 1 y 2.
En esta situación el diodo V1 esta directamente polarizado y el diodo V2
inversamente polarizado, de forma que la corriente fluye a través de V1 y la carga
resistiva R1,cuando la polaridad cambia el diodo V2 conduce.
En esta configuración ambas medias ondas son usadas pero con una amplitud
Uimax / π como se muestra en la figura 1.4.
Para esta configuración se supone quepodemos obtener factores de rizo más
Bajos y que cada diodo tiene que soportar un voltaje inverso igual a Uimax, que es
aproximadamente igual al doble del voltaje continúo de salida.
En el rectificador de onda completa de la figura 1.3, la resistencia R presenta la
desventaja de quitarle potencia a la carga, pero si usamos un transformador con
derivación central como se ilustra en la figura...
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