DISEÑO DE UN FILTRO RECTIFICADOR

Adrián Méndez Díaz
Tom Rosemberg García Arboleda

Vamos a diseñar un filtro C para un rectificador de onda completa que verifique lo
siguiente:
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




Vdc=24V
f=50Hz
Imax=1.5A
Imin=0.1A
Rizadoinferior a 1.5Vpp

CÁLCULOS:
En el filtro, la tensión de rizado pico-pico es Vr, por eso:
𝑉𝑎𝑐 𝑒𝑓 =

𝑉𝑟
2√3

<

1,5

= 0,433 𝑉

2√3

Ahora calculamos el factor de rizado
𝑟=

𝑉𝑎𝑐 𝑒𝑓 0,433
<
= 0,018 → 𝑟 =1,8%
𝑉𝐷𝐶
24

A partir del factor de rizado obtenemos el capacitor:
𝑟=

1
4√3𝑓𝐶𝑅𝐿

< 0,018 → 𝐶 >

1
4√3𝑓𝑅𝐿 𝑚𝑖𝑛 × 0,018

= 10023,4 µ𝐹

𝑅𝐿 𝑚𝑖𝑛 la calculamos con la siguiente expresión:
𝑅𝐿 𝑚𝑖𝑛 =

𝑉𝐷𝐶
𝐼𝐷𝐶𝑚𝑎𝑥

=

24
= 16Ω
1,5

Elegimos C=10000µF. A la hora de recalcular el factor de rizado y la tensión de
rizado nos da lo mismo que teníamos.
𝑟 = 1,8%
𝑉𝑟 = 1,5𝑉

Tensión necesaria a la entrada delfiltro:
𝑉𝑝 = 𝑉𝐷𝐶 +

𝑉𝑟
1,5
= 24 +
= 24,75𝑉
2
2

Tensión de pico antes de los diodos del puente rectificador:
𝑉ϒ= 1𝑉
𝑉𝑠 = 𝑉𝑝 + 2𝑉ϒ → 𝑉𝑠 = 26,75 𝑉

Tiempo de conducción de los diodos:
𝛼𝑐 =

𝛱
𝑉𝑠 − 𝑉𝑟
−𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛
= 0,3364 𝑟𝑑
2
𝑉𝑠
𝑡𝑐 =

𝛼𝑐
= 1,07 𝑚𝑠
2𝛱𝑓

Corriente de pico de los diodos:
𝐼𝑝𝑑 = 𝐼𝐷𝐶

𝛱
𝛱
=
= 14 𝐴
𝛼𝑐 0,3364

Corriente media de los diodos:
𝐼𝑎𝑣𝑑 =

𝑡𝑐 𝐼𝑝𝑑 1,07 ∗ 10−3 × 14
=
= 0,749𝐴
𝑇
0,02

Corriente eficaz enlos diodos:
1 𝑇
2
𝐼𝑒𝑓𝐷 = √ ∫ 𝑖𝐷2 (𝑡)𝑑𝑡 ≈ √𝑓𝐼𝑝𝐷
𝑡𝑐 = 3,24 𝐴
𝑇 0

Corriente eficaz del capacitor:
𝐼𝑒𝑓𝐶

1 𝑇2
𝑇
2
√
=
∫ 𝑖𝑐 (𝑡)𝑑𝑡 ≈ √2𝑓[(𝐼𝑝𝐷 − 𝐼𝐷𝐶 )2 𝑡𝑐 + 𝐼𝐷𝐶
( − 𝑡𝑐 )] = 4,33 𝐴
𝑇 0
2

SELECCIÓN DE LOSCOMPONENTES:
Las características de nuestro puente rectificador deben ser:
IFav
IFR
VR

≥ 0,749 A
≥ 14 A
≥ 26,75 V

Añadiendo margen de seguridad buscaremos un puente de diodos con unas
caracteristcasparecidas a:
IFav
IFR
VR

≥ 1,5 A
≥ 30 A
≥ 60 V

Hemos seleccionado el modelo KBP005G, con las siguientes características:
IFav
IFSM
VRRM
Vϒ

1,5 A
40 A
50 V
1,1 V

Corregimos la tensión necesaria a laentrada del Puente debido a que la tensión
umbral del Puente de diodos que hemos encontrado es de 1,1 V.
𝑉𝑠 = 24,75 + 2𝑉ϒ = 26,95𝑉

SIMULACIÓN

Rload=16 ohm

Rload=240 ohm...