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Convertidores CA/CC - Rectificadores

Capítulo 3

Convertidores CA/CC - Rectificadores

3.1 Introducción
Este apartado se inicia con una revisión de algunos conceptos básicos de los
rectificadores. La distribución de energía eléctrica se hace, esencialmente, en corriente
alterna, debido, principalmente, a la facilidad de adaptación del nivel de tensión por medio de
transformadores.
Sin embargo,en muchas aplicaciones, la carga alimentada requiere una tensión
continua. La conversión CA/CC es realizada por convertidores estáticos de energía,
comúnmente denominados rectificadores. Por tanto, un rectificador es un sistema electrónico
de potencia cuya función es convertir una tensión alterna en una tensión continua.
En una primera clasificación, podemos diferenciar los rectificadores deacuerdo con el
número de fases de la tensión alterna de entrada (monofásico, bifásico, trifásico, hexafásico,
etc.). Dentro de estos, podemos diferenciar los rectificadores en función del tipo de conexión
de los elementos (media onda y de onda completa). Otra posible clasificación es según su
capacidad de ajustar el valor de la tensión de salida, ello depende de si se emplean diodos o
tiristores. Losrectificadores no controlados son aquellos que utilizan diodos como elementos
de rectificación, en cuanto que los controlados utilizan tiristores o transistores.

3.2 Rectificadores no controlados
A la hora de llevar a cabo la rectificación, se han de utilizar elementos electrónicos que
permitan el paso de la corriente en un sentido, permaneciendo bloqueado cuando se le aplique
una tensión depolaridad inapropiada. Para ello, en los rectificadores no controlados, como ya
se ha comentado, el componente más adecuado y utilizado es el diodo semiconductor.
Como se comentó en el capítulo dedicado a los dispositivos de electrónica de potencia, el
diodo es un dispositivo semiconductor de dos terminales, ánodo y cátodo, que dejará pasar la
corriente cuando el ánodo sea positivo respecto al cátodo, yno conducirá cuando la tensión

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aplicada a sus extremos sea la contraria. Ello conlleva a que el diodo sea un componente
adecuado para ser utilizado, solo o con otros diodos, como rectificador.
En estado de bloqueo, la corriente que circula por un diodo recibe el nombre de
corriente de fugas y es prácticamente nula.
También se ha de tener en cuenta, ademásde la tensión directa (en conducción) VF, la
tensión inversa que soporta el diodo VR.
3.2.1 Rectificador monofásico de media onda
Es el rectificador más sencillo que existe, y en consecuencia el más barato. Simplemente
es necesario un diodo entre la alimentación de alterna y la carga, tal y como se muestra en la
figura 3.2. Podría existir un transformador si se desea aislamiento galvánico entre lared
eléctrica y la carga. Este circuito sólo rectifica la mitad de la tensión de entrada; o sea, cuando
el ánodo es positivo con respecto al cátodo. Podemos considerarlo como un circuito en el que
la unidad rectificadora está en serie con la tensión de entrada y la carga. Si modelamos la
carga por una resistencia, el análisis es muy sencillo. El diodo conducirá si la tensión de
entrada Vs espositiva. En ese caso, la tensión que verá la carga ( VO ), será aproximadamente
la tensión de entrada, siempre y cuando despreciemos la caída de tensión del diodo en estado
de conducción. Si la tensión de entrada es negativa, el diodo no puede conducir dado que ve
una tensión ánodo cátodo negativa. La carga ve una tensión nula entre sus bornes, dado que
no hay circulación de corriente.
vD
K

A

D
vS=Vmax sen ( ωt)

iO

+
RL

vO
-

Figura 3.2. Rectificador monofásico de media onda (medio puente) con carga resistiva

La figura 3.3 muestra las formas de onda con carga resistiva para un rectificador
monofásico con topología de media onda, también denominado de medio puente. El
funcionamiento consiste en tomar de la red una señal sinusoidal de valor medio nulo, y
proporcionar a la carga, gracias...