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INFORME PREVIO N°1 FILTROS Y RECTIFICADORES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARCOS

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t

Universidad Nacional Mayor de San MarcosFIEE-UNMSM

1. Describa en forma breve, las características de cada circuito a utilizar, e indique las formas de ondas

Rectificador De Media Onda Con Filtro Por Condensador

Primero se analizara el circuito sin considerar el C. En este caso la forma de la onda de la intensidad es igual a la tensión de la resistencia.

El objetivo del C es desviar parte de la corriente por el, para que vaya por la RL la componente continua de Fourier y el resto se cortocircuite a tierra a través del condensador.

Para que esto ocurra tenemos que ver la impedancia equivalente del condensador, y ver así como afectan los diferentes valores de la frecuencia a esta impedancia.

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Se cortocircuita a masa por

el

Va a RL


Las ondas que tendríamos con y sin C serian comparadas con la onda del secundario :

El condensador se descarga atraves del RL T=RL.C es la constante de tiempo, suponemos que se descarga completamente en 5T.

Al añadir el C hay modificaciones en el comportamiento del circuito. Veamos los pasos que se dan :

Inicialmente el condensador es un corto circuito , y al enchufar el circuito a la red , C se carga de 0 a VP2. Se cargara al ritmo del transformador porque el diodo es ideal , con lo que es un cortocircuito .

Cuando el C se ha cargado del todo a VP2 , apartir del valor máximo , el D entra a inversa y deja de conducir (D conduc hasta VP2), con lo que empieza a dismunir el valor e la tensión de salida.

El condensador se va descargando hasta igualarse el valor de VL, entonces el Diodo pasa a conductor con lo que se vuelve a cargar hasta VP2 y se repite el proceso.

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VL

VL

Con condensador.

Sin condensador.

VP2

VP2


Mientras el C se carga D conduce (D On) y mientras se descarga d no conduce (D off).

Ahora el D esta en ON en menos tiempo que antes y las corrientes son muy grandes porque el C se carga en poco en tiempo.

En poco tiempo necesita mucha energía, por lo tanto la intensidad es sumamente grande , y el resto del tiempo el D no conduce.

La tensión en el D se da cuando está en Off. El valor máximo de esta tensión es:

En la primera aproximación consideramos un diodo ideal , convertimos a lineal el grafico .

Para el calcular el valor rizado , veamos la descarga del condensador que es una exponencial hasta t1 (valor ya calculado), y al final después de hacer integrales tomando la intensidad constante se llaga al valor del rizado.

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Si la capacidad es grande el condensador se descarga más lentamente y tenemos menos tiempo para cargar el condensador, por lo tanto la intensidad de pico del condensador es muy grande. Lo mejor es un C grande pero hay que tener cuidado con el D porque tiene que sufrir valores de pico mayores.

Las corrientes son:

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Rectificador de onda completa con dos diodos con filtro por condensador

El D1 conduce en el semiciclo positivo y solo cuando se carga con C. El D2 conduce en el semiciclo negativo y solo cuando se carga el C. La deducción de esa fórmula (VCCL) es como antes, aproximar una triangular , y sale la misma fórmula.

Rectificador de onda completa en puente con filtro por condensador

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Es parecido al anterior , cambia el valor de iT . Conducen D1 y D3 en positivo y conducen D2 y D4 en el semiciclo negativo. En el transformador el mismo bobinado sufre la intensidad , entonces tiene que soportar toda la intensidad , pero a veces hacia arriba y otras hacia abajo. Hay que diseñar el arrollamiento del hilo del secuandario para que aguanten esos picos positivos y negativos .

2. Haga unos cuadros comparativos entre los diferentes tipos de filtros, donde figure Vodc, r, Vr, etc.

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FILTROS Vcc (Onda completa) Vreficaz Rizado (R)

Filtro L2E sπ

2 E s3π X l

Rl3√2ωsL

Filtro C2E sπ

π V ccωsC R l

14 √3 f sC R l

Filtro LC de 1 sección

2E sπ

√2V cc Xc3 X l

√212ωs

2CL

Filtro LC de 2 secciones

2E sπ

√2V cc X c 1 Xc2

3 X l1X l2√2

48ωs4C2 L2

Donde E s es el Vp máximo de la onda sinodal de entrada, ωs y f sla velocidad angular y la frecuencia de la onda sinodal de entrada respectivamente. C en faradios, L en henrios, Rl en ohmios.

3. Definir las principales características a dimensionarse para implementar los diseños de rectificadores. Explicar.

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica.

Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.

Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa.

4. Diseñar completamente un circuito rectificador con filtro para un Rπ l = 200Ω y con rizado de 1% o 2%.

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Para un rizado de 1% se usara la ecuación 3300

C .C1 . L .R l con C1=C entonces:

C2L= 330010−2 200

=1.65 x103

Escogemos un valor de L que se pueda encontrar en el comercio L= 96 mH, hallando C:

C=( 1.65 x103

96 x 10−3 )12=131.1µF

Entonces C=150µF aproximadamente, el circuito queda se la siguiente manera:

Voltaje de salida (V0)

Voltaje de entrada (VS)

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