Source: https://www.scribd.com/doc/179096692/Tema-3-Traspas
Timestamp: 2017-02-19 15:44:28+00:00

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1.- Aplicación elemental. 2.- Circuitos recortadores (limitadores). 2.1.- Resolución de un circuito recortador utilizando las cuatro aproximaciones del diodo. 2.1.1.- Resolución utilizando la primera aproximación. 2.1.2.- Resolución utilizando la segunda aproximación. 2.1.3.- Resolución utilizando la tercera aproximación. 2.1.4.- Resolución utilizando la aproximación de diodo ideal. 2.2.- Otros circuitos recortadores. 2.3.- Circuito recortador a dos niveles. .
3.- Circuitos rectificadores. 3.1.- Rectificador de media onda. 3.1.1.- Cálculo de la corriente. 3.1.2.- Cálculo de la tensión en el diodo. 3.2.- Rectificador de onda completa. 3.2.1.- Circuito con dos diodos. 3.2.1.1.- Cálculo de las corrientes. 3.2.1.2.- Cálculo de las tensiones en los diodos. 3.2.2.- Circuito con puente de diodos. 3.2.2.1.- Cálculo de las corrientes. 3.2.2.2.- Cálculo de las tensiones en los diodos. 4.- Filtrado de condensador. 5.- Circuitos adicionales.
Tema 3.- Circuitos con diodos
Pasos a seguir en la resolución de circuitos con diodos
1.- Suponer un estado del diodo 2.- Sustituir el diodo por su modelo y resolver el circuito
(Cálculo de tensiones y corrientes)
3.- Comprobar que condición debe de cumplir la entrada
para que el diodo esté en el estado supuesto
1.- Aplicación elemental.
Si vi ≤ 0 ⇒ vo =
RL ⋅ vi RL + Rr
Si 0 ≤ vi ≤ Vγ ⇒ v o = 0
Si vi ≥ Vγ ⇒ v o =
RL ⋅ (vi − Vγ ) RL + Rf
.1.Aplicación elemental.Circuitos con diodos
1..7 V ⇒ v o = vi
Si vi ≥ 10.7 V ⇒ v o =
vi + 535 51
Si vi ≤ 10 V ⇒ v o =
100vi + 10 101
Si 10 ≤ vi ≤ 10.Circuitos con diodos
..Circuitos recortadores.Resolución utilizando la 1ª aproximación..2.
Rr = 100 kΩ Rf = 20Ω Vγ = 0.
Tema 3.Circuitos con diodos
..1.2.Resolución utilizando la 1ª aproximación.
.2.1.Resolución utilizando la 2ª aproximación.7 V ⇒ vo = vi + 535 51
Tema 3.7 V
Si vi ≤ 10.7 V ⇒ vo = vi Si vi ≥ 10...
Rr = ∞ Rf = 20Ω Vγ = 0.2.
2.Circuitos recortadores..
.Resolución utilizando la 2ª aproximación..2.1.2.
Circuitos recortadores..3.Resolución utilizando la 3ª aproximación.
2.Circuitos con diodos
Si vi ≤ 10..7 V ⇒ vo = vi
Si vi ≥ 10.2.7 V ⇒ v o = 10..
Rr = ∞ Rf = 0 Vγ = 0.1.
1.2.Circuitos con diodos
.Resolución utilizando la 3ª aproximación..3..
Resolución utilizando la 4ª aproximación.1.Circuitos con diodos
Rr = ∞ Rf = 0 Vγ = 0
Si vi ≤ 10 V ⇒ v o = vi
Si vi ≥ 10 V ⇒ v o = 10 V
Tema 3..Circuitos recortadores.2..4.
.Circuitos con diodos
Tema 3.1.Resolución utilizando la 4ª aproximación..
.Circuitos recortadores.Otros circuitos recortadores.Circuitos con diodos
Tema 3.Circuitos recortadores.
.Circuito recortador a dos niveles.Circuitos recortadores..2.
Vred N1 = Vi N2
Primer semiperiodo diodo en conducción Vo = Vi
Segundo semiperiodo diodo en corte Vo = 0
3.Rectificador de media onda.3..Circuitos con diodos
.Circuitos rectificadores..
1.Rectificador de media onda.3..Circuitos con diodos
..Circuitos con diodos
.3. Utilizando la 3ª aproximación Primer semiperiodo diodo en conducción Vo = Vi-Vγ
Tema 3.1.Rectificador de media onda.
Cálculo de la corriente.1.Rectificador de media onda.1..1.Circuitos con diodos
.. 3.3..
T VM ⎧ ≤ ≤ → = ⋅ sen (ωt) 0 t i ⎪ 2 RL ⎪ ⎨ ⎪T ≤ t ≤ T → i = 0 ⎪ ⎩2
Rectificador de media onda.Cálculo de la corriente..3.Circuitos con diodos
.1.1. 3.1. Valor medio o de continua
T T T ⎤ I M (−1) 1⎡ T 1 2 2 Idc = ⎢ ∫ i dt + ∫ T i dt ⎥ = ∫ I M ⋅ sen (ωt) dt = ⋅ [cos (ωt)] 02 0 0 T⎣ T ω 2 ⎦ T I Idc = M π
⎡ 1 I2 = ⎢ T⎢ ⎣ = I T
T 2 0 T 2 0
i 2dt +
⎤ 1 i dt ⎥ = T ⎥ T 2 ⎦
2 I2 M sen (ωt ) dt =
sen 2 (ωt ) dt =
1 − cos (2ωt ) I ⎡ 1 ⎤ − ω = dt = t sen ( 2 t ) ⎥ ω 2 2T⎢ 2 ⎣ ⎦0
2 I I2 T 1 1 ⎡ ⎤ = M ⎢ −0− sen 2π + sen 0⎥ = M 2T ⎣2 2ω 2ω ⎦ 4
1.2..Cálculo de la tensión en el diodo.
T ⎧ 0 t vo = vi ⇒ v D = 0 ≤ ≤ ⎪ ⎪ 2 ⎨ ⎪T ≤ t ≤ T v = 0 ⇒ v = v o D i ⎪ ⎩2
vD = vi ..1.vo
Tema 3.Rectificador de media onda.3.Circuitos con diodos
3.Circuitos rectificadores..2.Circuito con dos diodos.Circuitos con diodos
. 3.1....3.
La tensión a rectificar es
VSM sen ( ϖt ) 2
Tema 3.2.Rectificador de onda completa.
Circuito con dos diodos.2. D2 OFF
D1 OFF...Circuitos con diodos
. 3..1. D1 ON.3.Rectificador de onda completa. D2 ON Vo = -Vi
2.1.3.Rectificador de onda completa..
Tema 3.Circuito con dos diodos.Circuitos con diodos
... 3.2.
Rectificador de onda completa.1. 3..2.Circuito con dos diodos.Cálculo de las corrientes.1..3...Circuitos con diodos
Tema 3.2.2.
1..1.Circuito con dos diodos.2.Circuitos con diodos
.2..Rectificador de onda completa. Valor medio o de continua
T T T ⎤ 2 ⋅ IM (−1) 1⎡ T 2 2 2 Idc = ⎢ ∫ i dt + ∫ T i dt ⎥ = ∫ I M ⋅ sen (ωt) dt = ⋅ [ cos (ωt)] 02 0 0 ω T⎣ T 2 ⎦ T 2 ⋅ IM Idc = π
T T 2 T ⎤ ⋅ 2 I 1⎡ T 2 2 2 2 2 2 2 M I = ⎢ ∫ 2 i dt + ∫ T i dt ⎥ = ∫ 2 i dt = ∫ 2 I M sen (ωt) dt = 0 T⎣ 0 T 0 T 2 ⎦ T 2
sen 2 (ωt) dt =
2⋅I T
I ⎡ 1 − cos (2ωt) 1 ⎤ − ω = dt = t sen (2 t) ⎢ ⎥ 2 T ⎣ 2ω ⎦0
I2 = M T
2 1 1 ⎡T ⎤ IM −0− sen 2π + sen 0 ⎥ = ⎢ 2ω 2ω ⎣2 ⎦ 2
Tema 3.2. 3.3.Cálculo de las corrientes.. 3..1.
⎧ v D1 = vi − vo = 0 T 0 ≤ t ≤ → v o = vi ⇒ ⎨ 2 ⎩ v D2 = − vi − vo = −2 vi
⎧ v D1 = vi − vo = 2 vi T ≤ t ≤ T → v o = − vi ⇒ ⎨ 2 ⎩ v D2 = − vi − vo = 0
Tema 3.1.Rectificador de onda completa..1.Circuitos con diodos
vD1 = vi .2.2.vo vD2 = -vi ..Cálculo de las tensiónes en los diodos.2. 3. 3.1.Circuito con dos diodos.
3.Circuito con puente de diodos.Circuitos con diodos
.3.2. 3.2...Circuitos rectificadores..
. 3.2.2.Circuito con puente de diodos.3... D2 y D4 OFF Vo = Vi
D1 y D3 OFF.Circuitos con diodos
. D1 y D3 ON.2.Rectificador de onda completa. D2 y D4 ON Vo = -Vi
Tema 3.2..Rectificador de onda completa.Circuitos con diodos
.. 3.3.Circuito con puente de diodos..2.
Idc = I=
IM 2 Idc = 2 ⋅ IM π
Tema 3.Cálculo de las corrientes.1.2.Circuitos con diodos
... 3. 3.3...Circuito con puente de diodos.Rectificador de onda completa.2.2.2.
Circuito con puente de diodos.Circuitos con diodos
.Cálculo de las tensiónes en los diodos.. 3..3. 1 vD1 ≡ vD3 = 2
(vi – vo)
1 (vi + vo) 2
vD2 ≡ vD4 = −
1 ⎧ v D1 ≡ v D3 = ( vi − vo ) = 0 ⎪ T ⎪ 2 0 ≤ t ≤ → v o = vi ⇒ ⎨ 2 ⎪v ≡ v = − 1 ( v + v ) = −v D2 D4 i o i ⎪ ⎩ 2 1 ⎧ v v ≡ = ( vi − v o ) = vi D3 ⎪ T ⎪ D1 2 ≤ t ≤ T → v o = − vi ⇒ ⎨ 2 ⎪v ≡ v = − 1 ( v + v ) = 0 D2 D4 i o ⎪ ⎩ 2
Tema 3.2.2..2.2.Rectificador de onda completa.2..2. 3.
.4..Filtrado de Condensador.
A los circuitos rectificadores vistos hasta ahora vamos añadirles un condensador en paralelo con la carga
En un primer análisis suponemos RL = ∞
Ponemos una resistencia en paralelo con el condensador
v C = v f + ( vi − v f ) exp
A partir de T/4 el diodo se pone en OFF y el C se descarga a través de R
Tema 3.4.Filtrado de Condensador...
Rectificado de media onda.Circuitos con diodos
t1 T/4
-VM vD
i = i L = −i C
v V i L = O = M sen ϖt RL RL
iC = C dv O dt
v O VM −t = iL = exp RL RL RC
t1 T/4 t2
i C = 2πf ⋅ C ⋅ VM ⋅ cos ϖt
Tema 3..Rectificado de media onda.Circuitos con diodos
Tema 3.Rectificado de media onda.Circuitos con diodos
VSM = 2VM
vD1 = vi-vO vD2 = -vi-vO
Tema 3..Circuitos con diodos
.Rectificado de onda completa.
iD2 iD1 iL
Tema 3.Rectificado de onda completa.
1 VD1 ≡ VD 3 = (vi − v o ) 2 1 VD2 ≡ VD 4 = (− vi − vo ) 2
vD2 vD4
.Rectificado de onda completa..
Vdc = Valor medio de la tensión de rizado
1 Vdc = T
v O dt
ΔV = Tensión de descarga
1 A2 = T ⋅ ΔV 2 A1 = T ⋅ ( VM − ΔV )
dt = Área encerrada por la curva = A1 + A2
1⎡ 1 ⎤ vO dt = ⎢T ( VM − ΔV ) + TΔV ⎥ T⎣ 2 T ⎦
ΔV Vdc = VM − 2
.Cálculos..
Vrp = Tensión de pico de rizado
= Factor de ondulación
γ (%) =
Vr = Tensión eficaz de rizado
Vr ⋅ 100 Vdc
ΔV = 3 2 3
Tema 3.Cálculos.Circuitos con diodos
ON Æ Carga del condensador
QD QL’ Carga Descarga
iL iD iC
D.Cálculos..Circuitos con diodos
. OFF Æ Descarga del condensador
dQ i= dt Q = i dt
QC = Carga que almacena el condensador cuando el diodo está en conducción y que proporciona a la carga cuando el diodo deja de conducir
QC = C ⋅ ΔV
QL = Cargar que circula por la resistencia.Cálculos.. Se supone que toda la carga que circula por la resistencia la proporciona el condensador. es decir. se desprecia QL’
QC = Q L
Suponemos que el condensador se descarga en un tiempo igual al periodo T
Q L = i L dt = Idc ⋅ T Q L = Idc ⋅ T
QD = Carga que atraviesa el diodo
Q D = i D dt =
i D dt = Area sombreada ⇒ Q D =
1 ⎛T ⎞ I D max ⎜ − t1 ⎟ 2 ⎝4 ⎠
⎧ t = t1 v = VM ⋅ sen ϖt ⎨ ⎩ v = VM − ΔV
V − ΔV 1 arc sen M 2πf VM
QC = QL = QD
.Cálculos.Circuitos con diodos
. ΔV Vdc = VM − 2 ΔV Vrp = 2 ΔV = Vr = 3 2 3 Vp Vr γ (%) = ⋅100 Vdc
QC = C ⋅ ΔV Q L = Idc ⋅ T
Para onda completa
T Q L = Idc ⋅ 2
1 ⎛T ⎞ Q D = I D max ⎜ − t1 ⎟ 2 ⎝4 ⎠ VM − ΔV 1 t1 = arcsen 2πf VM QC = Q L = Q D
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