Si usted sabe que es un rectificador , entonces puede conocer las formas de reducir la ondulación o las variaciones de voltaje en un voltaje de CC directo conectando condensadores a través de la resistencia de carga. Este método puede ser adecuado para aplicaciones de baja potencia , pero no para aplicaciones que necesitan un suministro de CC constante y uniforme. Un método para mejorar esto es utilizar cada medio ciclo del voltaje de entrada en lugar de cada dos formas de onda de medio ciclo. El circuito que nos permite hacer esto se llama rectificador de onda completa (FWR). Veamos la teoría del rectificador de onda completa en detalle. Al igual que el circuito de media onda, el funcionamiento de este circuito es un voltaje o corriente de salida que es puramente CC o tiene algún voltaje CC especificado.
¿Qué es un rectificador de onda completa?
Un dispositivo semiconductor que se utiliza para cambiar el ciclo completo de CA en CC pulsante se conoce como rectificador de onda completa. Este circuito usa la onda completa de la señal de CA i / p, mientras que el rectificador de media onda usa la media onda. Este circuito se utiliza principalmente para superar el inconveniente de los rectificadores de media onda como el inconveniente de baja eficiencia.
Circuito rectificador de onda completa
Estos rectificadores tienen algunas ventajas fundamentales sobre su rectificador de media onda contrapartes. El voltaje de salida promedio (CC) es más alto que para el rectificador de media onda, la salida de este rectificador tiene mucho menos rizado que el del rectificador de media onda que produce una forma de onda de salida más suave.
Diagrama de rectificador de onda completa
Teoría del rectificador de onda completa
En este circuito, usamos dos diodos, uno para cada mitad de la onda. Un multiple transformador de bobinado Se utiliza cuyo devanado secundario se divide igualmente en dos mitades con una conexión central común. La configuración da como resultado que cada diodo conduzca a su vez cuando su terminal de ánodo es positivo con respecto al punto central del transformador C produce una salida durante ambos semiciclos. Las ventajas de este rectificador son flexibles en comparación con las de un rectificador de media onda.
Teoría del rectificador de onda completa
Este circuito consta de dos diodos de potencia conectados a una sola resistencia de carga (RL) y cada diodo lo toma, a su vez, para suministrar corriente a la resistencia de carga. Cuando el punto A del transformador es positivo con respecto al punto A, el diodo D1 conduce en la dirección de avance como lo indican las flechas. Cuando el punto B es positivo en la mitad negativa del ciclo con respecto al punto C, el diodo D2 conduce en la dirección de avance y la corriente que fluye a través de la resistencia R está en la misma dirección para ambos semiciclos de la onda.
El voltaje de salida a través de la resistencia R es la suma fasorial de las dos formas de onda, también se conoce como circuito bifásico. Los espacios entre cada media onda desarrollada por cada diodo ahora están siendo rellenados por el otro. El voltaje de salida de CC promedio a través de la resistencia de carga es ahora el doble que el del circuito rectificador de media onda simple y es aproximadamente 0.637 Vmáx del voltaje pico asumiendo que no hay pérdidas. VMAX es el valor pico máximo en la mitad del devanado secundario y VRMS es el valor RMS.
Funcionamiento del rectificador de onda completa
El voltaje pico de la forma de onda de salida es el mismo que antes para el rectificador de media onda provisto cada mitad del bobinados del transformador tienen el mismo voltaje RMS. Para obtener una salida de voltaje de CC diferente, se pueden utilizar diferentes relaciones de transformador. La desventaja de este tipo de circuito rectificador es que se requiere un transformador más grande para una potencia de salida determinada con dos devanados secundarios separados pero idénticos, lo que hace que este tipo de circuito rectificador de onda completa sea costoso en comparación con el circuito rectificador de puente FW.
Formas de onda de salida del rectificador de onda completa
Este circuito ofrece una descripción general del funcionamiento de un rectificador de onda completa. Un circuito que produce la misma forma de onda de salida que el circuito rectificador de onda completa es el de onda completa. Puente rectificador . Un rectificador monofásico utiliza cuatro diodos rectificadores individuales conectados en un bucle cerrado configuración del puente para producir la onda de salida deseada. La ventaja de este circuito puente es que no requiere un transformador especial con toma central, por lo que reduce su tamaño y costo. El devanado secundario único está conectado a un lado de la red del puente de diodos y la carga al otro lado.
Los cuatro diodos etiquetados D1 a D4 están dispuestos en pares en serie con solo dos diodos conductores de corriente durante cada semiciclo. Cuando termina el semiciclo positivo de la fuente, los diodos D1, D2 conducen en serie, mientras que los diodos D3 y D4 tienen polarización inversa y la corriente fluye a través de la carga. Durante el semiciclo negativo, los diodos D3 y D4 conducen en serie, y los diodos D1 y D2 se apagan, ya que ahora tienen una configuración de polarización inversa.
La corriente que fluye a través de la carga es el modo unidireccional y el voltaje desarrollado a través de la carga también es voltaje unidireccional, igual que para el modelo de rectificador de onda completa de dos diodos anterior. Por lo tanto, el voltaje de CC promedio a través de la carga es de 0,637 V. Durante cada medio ciclo, la corriente fluye a través de dos diodos en lugar de solo un diodo, por lo que la amplitud del voltaje de salida es dos caídas de voltaje 1.4V menos que la amplitud VMAX de entrada, la frecuencia de ondulación ahora es el doble de la frecuencia de suministro 100Hz para 50Hz suministro o 120 Hz para un suministro de 60 Hz.
Tipos de rectificador de onda completa
Estos están disponibles en dos formas, a saber, rectificador de onda completa con derivación central y circuito rectificador de puente. Cada tipo de rectificador de onda completa incluye sus propias características, por lo que se utilizan en diferentes aplicaciones.
- Rectificador central de onda completa
- Rectificador de puente de onda completa
Rectificador central de onda completa
Este tipo de rectificador se puede construir con un transformador con toma a través de un devanado secundario donde AB se toma en el punto central 'C' y dos diodos como D1, D2 están conectados en la parte superior e inferior del circuito. Para la rectificación de la señal, el diodo D1 usa el voltaje de CA que aparece en el lado superior del devanado secundario, mientras que el diodo D2 usa el inferior del devanado. Este tipo de rectificador se usa ampliamente en válvulas termoiónicas y tubos de vacío.
Grifo centrado FWR
El circuito rectificador de onda completa de derivación central se muestra a continuación. En el circuito, el voltaje de CA como Vin fluye a través de los dos terminales como AB del devanado secundario del transformador una vez que se habilita el suministro de CA.
Circuito rectificador de puente de onda completa
Se puede diseñar un rectificador de onda completa Bridge Rectifier con cuatro diodos rectificadores. No utiliza ningún toque central. Como sugiere el nombre, el circuito incluye un circuito puente. La conexión de cuatro diodos en el circuito se puede realizar en el patrón de un puente de circuito cerrado. Este rectificador tiene un costo menor y un tamaño más pequeño debido a que no tiene un transformador con toma central.
Circuito rectificador de puente FW
Los diodos utilizados en este circuito se denominan D1, D2, D3 y D4, donde dos diodos conducirán a la vez en lugar de cuatro como D1 y D3 o D2 y D4 según el semiciclo superior o el semiciclo inferior alimentado al circuito.
Diferencia entre rectificador de onda completa y rectificador de media onda
Con base en diferentes parámetros, la diferencia entre el rectificador de onda completa y el de media onda se analiza a continuación. La diferencia entre estos dos rectificadores incluye lo siguiente.
| Rectificador de media onda | Rectificador de onda completa |
| Corriente del rectificador de media onda solo durante el semiciclo positivo de la entrada aplicada, por lo tanto, muestra características unidireccionales. | Rectificador de onda completa, ambas mitades de la señal de entrada se utilizan al mismo tiempo de operación, por lo que muestra características bidireccionales. |
| Este circuito rectificador de media onda se puede construir usando un diodo | Este circuito rectificador de onda completa se puede construir con dos o cuatro diodos |
| El factor de utilización del transformador para HWR es 0.287 | El factor de utilización del transformador para FWR es 0.693 |
| La frecuencia de ondulación básica del HWR es 'f' | La frecuencia de ondulación básica del FWE es '2f' |
| El voltaje inverso pico del rectificador de media onda es alto con el valor de entrada suministrado. | El voltaje inverso pico del rectificador de onda completa es el doble del valor de entrada suministrado. |
| La regulación de voltaje del rectificador de media onda es buena | La regulación de voltaje del rectificador de media onda es mejor |
| El factor de pico de un rectificador de media onda es 2 | El factor de pico de este rectificador es 1.414 |
| En este rectificador, es posible la saturación del núcleo del transformador | En este rectificador, la saturación del núcleo del transformador no es posible |
| El costo del HWR es menor | El costo del FWR es alto |
| En HWR, no se requiere el roscado central | En FWR, se requiere el roscado central |
| El factor de ondulación de este rectificador es más | El factor de ondulación de este rectificador es menor |
| El factor de forma de HWR es 1,57 | El factor de forma de FWR es 1,11 |
| La mayor eficiencia utilizada para la rectificación es del 40,6% | La mayor eficiencia utilizada para la rectificación es del 81,2% |
| El valor actual promedio de HWR es Imav / π | El valor actual promedio de FWR es 2Imav / π |
Características del rectificador de onda completa
Las características de un rectificador de onda completa se analizan a continuación.
- Factor de ondulación
- Factor de forma
- Corriente de salida DC
- Voltaje pico inverso
- Valor cuadrático medio de la carga IRMS actual
- Eficiencia del rectificador
Factor de ondulación
El factor de ondulación se puede definir como la relación entre la tensión de ondulación y la tensión de CC pura. La función principal de esto es medir las ondulaciones existentes dentro de la señal de CC o / p, por lo que, en función del factor de ondulación, se puede indicar la señal de CC. Cuando el factor de ondulación es alto, indica una señal de CC de alta pulsación. De manera similar, cuando el factor de ondulación es bajo, indica una señal de CC de baja pulsación.
Γ = √ (VrmsVDC)2−1
Donde, γ = 0.48.
Factor de forma
El factor de forma del rectificador de onda completa se puede definir como la relación entre el valor RMS de la corriente y la corriente de salida de CC.
Factor de forma = Valor RMS de corriente / corriente de salida CC.
Para un rectificador de onda completa, el factor de forma es 1,11
Corriente de salida DC
El flujo de corriente en ambos diodos como D1 y D2 en la resistencia de carga o / p como RL está en la misma dirección. Entonces, la corriente o / p es la cantidad de corriente en ambos diodos
La corriente generada a través del diodo D1 es Imax / π.
La corriente generada a través del diodo D2 es Imax / π.
Entonces, la corriente o / p (IDC) = 2Imáx / π .
Dónde,
'Imax' es la corriente de carga CC máxima
Voltaje pico inverso (PIV)
El voltaje inverso máximo o PIV también se conoce como voltaje inverso máximo. Se puede definir como cuando un diodo puede soportar el voltaje máximo dentro del estado de polarización inversa. Si el voltaje aplicado es más alto en comparación con el PIV, entonces el diodo se destruirá permanentemente.
PIV = 2 V máx.
Voltaje de salida DC
El voltaje DC o / p puede aparecer en la resistencia de carga (RL) y eso se puede dar como VCC = 2 V máx. / Π .
Dónde,
'Vmax' es el voltaje secundario máximo.
yoRMS
El valor cuadrático medio de la corriente de carga de un rectificador de onda completa es
yoRMS= Im√2
VRMS
El valor cuadrático medio de la tensión de carga o / p de un rectificador de onda completa es
VRMS= YoRMS×RL= Im / √2 × RL
Eficiencia del rectificador
La eficiencia del rectificador se puede definir como la fracción de potencia DC o / p y la potencia AC i / p. La eficiencia del rectificador indica la eficiencia con la que convierte CA en CC. Cuando la eficiencia del rectificador es alta, se denomina rectificador bueno, mientras que la eficiencia es baja, se denomina rectificador ineficaz.
Η = Salida (PDC) / Entrada (PC.A.)
Para este rectificador, la eficiencia es del 81,2% y es el doble en comparación con un rectificador de media onda.
Ventajas
los ventajas de un rectificador de onda completa Incluya lo siguiente.
- En comparación con la media onda, este circuito tiene más eficiencia.
- Este circuito usa ambos ciclos, por lo que no hay pérdida dentro de la potencia o / p.
- En comparación con un rectificador de media onda, el factor de ondulación de este rectificador es menor
- Una vez que ambos ciclos se emplean en la rectificación, no se pierde dentro de la señal de voltaje i / p
- Puede usar cuatro diodos de potencia individuales para hacer un puente de onda completa, los componentes rectificadores de puente listos para usar están disponibles en un rango de diferentes tamaños de voltaje y corriente que se pueden soldar directamente en un Placa de circuito PCB o conectarse mediante conectores de pala.
- El puente de onda completa nos da un valor de CC medio mayor con menos ondulación superpuesta, mientras que la forma de onda de salida es el doble que la frecuencia de la fuente de entrada. Por lo tanto, aumente aún más su nivel de salida de CC promedio conectando un capacitor de suavizado adecuado a través de la salida del circuito puente.
- Las ventajas de un puente rectificador de onda completa son que tiene un valor de rizado de CA más pequeño para una carga determinada y un depósito o condensador de suavizado más pequeño que un circuito de media onda equivalente. La frecuencia fundamental de la tensión de ondulación es el doble de la frecuencia de suministro de CA de 100 Hz, donde para la media onda es exactamente igual a la frecuencia de suministro de 50 Hz.
- La cantidad de voltaje de ondulación que se superpone a la tensión de alimentación de CC por los diodos se puede eliminar virtualmente agregando un filtro π muy mejorado a los terminales de salida del puente. El filtro de paso bajo consta de dos condensadores de suavizado del mismo valor y un estrangulador o inductancia a través de ellos para introducir una ruta de alta impedancia al componente de ondulación alterna.
- La alternativa es utilizar un CI regulador de voltaje de 3 terminales disponible en el mercado, como un LM78xx, donde 'xx' representa la clasificación de voltaje de salida para un voltaje de salida positivo o su equivalente inverso el LM79xx para un voltaje de salida negativo que puede reducir la ondulación en Hoja de datos de más de 70dB mientras entrega una corriente de salida constante de más de 1 amperio.
- Es el componente básico para obtener voltaje DC para los componentes que operan con voltaje DC. Se puede describir su funcionamiento como un proyecto de rectificador de onda completa.
- Es el corazón del circuito y usa el puente de diodos. Los condensadores se utilizan para eliminar las ondas. Basado en el requisito de voltaje DC.
Desventajas
los desventajas de un rectificador de onda completa Incluya lo siguiente.
- Utiliza cuatro diodos para diseñar el circuito.
- Este circuito no se usa siempre que sea necesario corregir un voltaje pequeño porque la conexión de dos diodos se puede hacer en serie y proporciona una caída de voltaje doble debido a su resistencia interna.
- En comparación con la media onda, es complicado.
- El voltaje inverso pico del diodo es alto, por lo que son más grandes y costosos.
- Este rectificador es complejo para colocar la toma central sobre el devanado menor.
- El DC o / p es pequeño porque cada diodo usa simplemente la mitad de los voltajes secundarios del transformador.
Aplicaciones
los aplicaciones de un rectificador de onda completa Incluya lo siguiente.
- Este tipo de rectificador se utiliza principalmente para identificar la amplitud de la señal de radio moduladora.
- En soldadura eléctrica, se puede suministrar voltaje CC polarizado a través de un puente rectificador
- El circuito rectificador de puente se utiliza en un circuito de suministro de energía para diferentes aplicaciones porque puede convertir el voltaje de CA alta a CC baja.
- Estos rectificadores se utilizan para proporcionar la fuente de alimentación a los dispositivos que funcionan con voltaje de CC similar al LED y al motor.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de un rectificador de onda completa, circuito, funcionamiento, características, ventajas, desventajas y sus aplicaciones. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son los diferentes tipos de rectificadores?
