CLASE 02 FILTROS

ELECTRONICA INDUSTRIAL

RECTIFICADORES Y FILTROS

Ing. Oscar Morales G.

Diagrama del proceso de rectificación,
filtrado y regulación:
a) Se reduce la tensión industrial mediante un
transformador

Diagrama del proceso de rectificación,
filtrado y regulación:
a)Se reduce la tensión industrial mediante un
transformador
b)Se rectifica (una polaridad) con un diodo

Diagrama del proceso derectificación,
filtrado y regulación:
a)Se reduce la tensión industrial mediante un
transformador
b)Se rectifica (una polaridad) con un diodo
c)Se coloca un filtro ( C ) para reducir el rizado

Diagrama del proceso de rectificación,
filtrado y regulación:
a)Se reduce la tensión industrial mediante un
transformador
b)Se rectifica (una polaridad) con un diodo
c)Se coloca un filtro ( C ) para reducir elrizado
d)Se puede colocar un regulador para reducir aún mas
el rizado y controlar el voltaje DC de salida

Rectificadores con FILTRO C
Considerando un circuito rectificador básico, de media
onda, colocando un condensador en paralelo a la carga,
se consigue un filtro C que mejora el rizado:

V1 es una sinusoide de 20 V pico a 60 Hertz. C=100 uF

Vo

Se observa que por efecto del condensador, Vo yano
baja hasta cero, porque almacena cargas, manteniendo
un transitorio de descarga solo a través de RL ya que el
diodo se abre (inversa) cuando V1 es menor que Vm

ITRANSITORIO

IFSM
ISURGE

IFRM

IFRM
IDIODO

IDIODO

Nótese la corriente de transitorio inicial (I SURGE )
Lo que muestra un IFSM
Y la corriente pulsante repetitiva en el diodo (I DIODO)
Que a su vez muestra un IFRM
Entre estostiempos de conducción del diodo, está la
corriente transitoria del circuito RL-C, ya que el diodo se
polariza en inversa (D-OFF), al almacenar Vm el
condensador (V1 < Vm)
Io: (Transitorio R-C)

Lo que se puede visualizar mejor si reducimos el valor
de C a 10 uF, obteniendo las gráficas:

Se observa que con menor C se obtiene menor
diferencia entre IFSM y IFRM, que a su vez, ambas
son menores. Lacorriente transitoria no se inicia justo
en el máximo de Vm y las formas de corriente son
parecidas a las aletas de tiburón.
Si consideramos la parte inicial, donde conduce l
diodo, podemos establecer la 1ra Ley de Kirchhoff:
(ELEIND0)
IR

ID
IC

R = RL

ID = IR + IC

Vo = Vm sen(wt) si D = ON

ID = Vo/R + C d(Vo)/Dt
ID = [Vm/R] sen(wt) + [wC Vm] cos(wt)
ID = Vm √ (1/R)2 + (wC)2

arc Tg(wRC)

Sigraficamos esta corriente ID, observaremos que
cuando pasa por cero, deja de conducir el diodo (t2).
Y esta se renueva cuando vuelve a ser positiva y el
voltaje de V1 supera a Vo, polarizando en directo
nuevamente al diodo y lo hace conducir (t1)

ID

Vo

t1

t2
IDIODO

I Transotoria RC

t1

Para obtener t2 se resuelve la ecuación de ID cuando
ID = 0
w t2 = π – arc Tg(wRC)
Para obtener t1 se resuelvela ecuación del transitorio:
Vo = [ Vm sen(w t2) ] E (t – t2)RC = Vm sen(w t1)
180°
wt2
90°
wt1(OC)
wt1(MO)
0°

wRC

Para obtener el valor de VoDC :
hhhh
V1
Vr

VoDC
Vr

VoDC =Vm - Vr

Vo

Consideramos que la descarga transitoria es casi lineal,
con una corriente esencialmente constante desde C,
entonces:
Io = C dV/dt
Donde:
dV = 2 Vr
dt = t2 = T = 1/f (tiempo aproximado que demora eltransitorio)
Io = IDC = cte.
2 Vr
IDC = C ------T
IDC
Vr = -------2fC

Vr
Vr(rms) = -------√3

Vr = voltaje pico del rizado
Vr(rms) = Voltaje eficaz del rizado o componente AC de Vo

Para un Rectificador de Onda Completa:
dV = 2 Vr
dt = T/2 = 1/2f

(tiempo aproximado que demora el

transitorio)

Io = IDC = cte.

2 Vr
IDC = C --------T/2

IDC
Vr = -------4fC

Vr
Vr(rms) = -------√3

Vr = voltaje pico delrizado
Vr(rms) = Voltaje eficaz del rizado o componente AC de Vo

Ejemplo: Si consideramos el circuito de la teoría:

C = 1000 uF

RL = 100

4820
4820
r = ---------- = ------------- = = 0.048
C RL
(1000) 100
r% = 4.8 % que es mucho mejor que los casos anteriores.
Nótese que r esta en función inversa de RL, por lo que solo es diseño
práctico para corrientes bajas, donde RL no tiende a cero...