Laboratorio de circuitos electrónicos I FIEE-UNMSM

Laboratorio 2: Circuitos Limitadores y Enclavadores con Diodos Alumno:• Napán Huamaní Luis Sleiter

 Cuestionario previo

1) DEFINIR LOS CONCEPTOS DE RECTIFICACIÓN, FILTROS Y DOBLADORES DE TENSIÓN.

RECTIFICACIÓN Los rectificadores convierten voltaje AC en DC pueden ser clasificados como:

a) NO CONTROLADOS: Los rectificadores no controlados son implementados con diodos.

b) CONTROLADOS: Y a la vez estos se dividen en 2 tipos:

• Semicontrolados

• Totalmente controlados (son implementados con SCR’s(tiristores).

TIPOS DE RECTIFICADORES • Media onda.

• Onda completa

• Rectificador tipo puente

TIPOS DE FILTROS

FILTRO PARA FUENTE DE ALIMENTACIÓN SIN CHOKE

FILTRO DE UNA SOLA SECCIÓN CON BOBINA DE CHOQUE COMO

ENTRADA

k1R1

1 k R2

uF1C1

uF 1 C2

El voltaje de zumbido de salida esta Entre el 3% y el 10 % del

voltaje de salida.

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FILTRO DE UNA SOLA SECCIÓN CON ENTRADA A CONDENSADOR

FILTRO DE 2 SECCIONES CON ENTRADA A CHOKE

uF1C3

mH1L1

mH 1 L2

1uFC4 1k

R3

uF1C3

mH1L1

uF1C4

mH1L2

El voltaje de zumbido de salida es menor que el del (filtro de choque con una sola entrada).

El voltaje de salida es mayor que el (filtro con entrada a bobina de choque).

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FILTRO DE 2 SECCIONES CON ENTRADA A CONDENSADOR

MULTIPLICADORES DE TENSIÓN

Multiplica la señal a continua. Existen varios tipos ( dobladores, triplicadores, cuadriplicadores, quintuplicadores, etc).

Varián en la cantidad de diodos en su configuración

DUPLICADOR DE VOLTAJE

(los valores de los dispositivos son referenciales)

CUADRIPLICADOR DE VOLTAJE

1mHL4

1uFC5 uF1

C6

1 mH L3

uF 1 C7

es+

k 1 R4 uF1

C8

DIODED1

DIODED2

1uFC9

es=Es*senWst

2 Es

+

es+

1uFC10

DIODED3

DIODE D4

1 uF C11

uF1C12

DIODED5

DIODED6

uF1C13

1kR5

es=Es*senWst

+

Es 2

2 Es

+

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(los valores de los dispositivos son referenciales)

TRIPLICADOR DE VOLTAJE

(los valores de los dispositivos son referenciales )

2) REALIZAR EL ANÁLISIS TEÓRICO DE LOS CIRCUITOS MOSTRADOS.

En el siguiente semiciclo positivo, el diodo D2 no está conduciendo y el capacitor C2 se descargará a través de la carga. Si no hay carga conectada en el capacitor C2, ambos capacitores permanecen cargados: C1 a Vm y C2 a 2Vm. Si, como se esperaría, hubiese una carga conectada en la salida del doblador de voltaje, el voltaje en el capacitor C2 se reduciría durante el semiciclo positivo (en la entrada) y el capacitor se recargaría hasta 2Vm durante el semiciclo negativo. La forma de onda de salida en el capacitor C2 es la correspondiente a una señal de media onda filtrada mediante un filtro con capacitor. El voltaje pico inverso en cada diodo es 2Vm.

Otro circuito doblador es el doblador de onda completa de la figura 1.80. Durante el semiciclo positivo del voltaje en el secundario del transformador (véase la figura 1.81) el diodo D2 conduce cargando el capacitor C2 hasta el voltaje pico V2. El diodo D2 no conduce en ese momento.

Figura 1.80 Doblador de voltaje de onda completa.

k1R6

uF1C14

DIODE D7

DIODE

D8

uF1C15

es1 +

DIODE D11

uF 1 C17

es=Es*senWst

Es

+

2 Es

+

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Figura 1.81 Medios ciclos alternados de operación para el doblador de voltaje de onda completa.

Durante el semiciclo negativo (véase la figura 1.81) el diodo D2 conduce cargando el capacitor C2 en tanto que el diodo D2 no conduce. Si no se extrae corriente de carga del circuito, el voltaje en los capacitores C1 y C2 es 2Vm. Si se extrae corriente de carga del circuito, el voltaje en los capacitores C1 y C2 es el mismo que el que se presenta en un capacitor alimentado por un circuito rectificador de onda completa. Una diferencia consiste en que la capacitancia efectiva corresponde a la de C1 y C2 en serie, que es menor que la capacitancia de C1 o C2 por separado. El valor más bajo del capacitor producirá una acción de filtrado más pobre que la del circuito filtro de un solo capacitor.

El voltaje pico inverso en cada diodo es 2Vm como ocurre en el circuito filtro con capacitor. En resumen, los circuitos dobladores de media onda o de onda completa proporcionan el

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doble del voltaje pico del secundario del transformador, en tanto que no requieran un transformador con derivación central y sólo 2Vm del VPI nominal para los diodos.

MULTIPLICADOR DE VOLTAJE Ahora vamos a tomar el doblador de media onda y vamos a hacer un multiplicador de voltaje.

Veremos que con este simple circuito podremos obtener múltiplos pares e impares de la tensión rectificada del secundario, del condensador C1.

Podemos hacer un análisis del circuito y veremos que el comportamiento se puede resumir como sigue:

1) Durante el semiciclo positivo de la AC, C1 se carga a Vs a través de D1.

2) Durante el semiciclo negativo de la AC, C2 se carga a 2Vs a través de D2.

3) Durante el semiciclo positivo de la AC, C3 se carga a 2Vs a través de D3 y C2.

4) Durante el semiciclo negativo de la AC, C4 se carga a 2Vs a través de D2, D3 y C3.5) Y así sucesivamente.

Vemos que la parte superior del circuito nos proporciona voltajes múltiplos impares y el inferior, voltajes múltiplo pares. Aquí igualmente, los diodos deberán soportar una tensión inversa pico de 2Vs. Si los condensadores poseen pocas fugas y son de buena calidad, podemos obtener tensiones verdaderamente “peligrosas” con este simple dispositivo.

Obviamente, la corriente de suministro dependerá del transformador, resistencia interna de los diodos y condensadores, por lo que deberemos aplicar nuestras formulaciones de circuitos para calcular la potencia máxima de suministro a la carga al igual que la corriente de carga. Igualmente podría necesitarse un filtrado adicional de rizado para filtrar aun más la tensión de salida. Recuerden que la salida es similar a la obtenida con rectificadores de media onda y onda completa con un filtro condensador.