función de transferencia de un rectificador de diodo de puente completo

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Me gustaría encontrar la función de transferencia de dominio s de un rectificador de diodo de puente completo con filtro de salida capacitiva. Sorprendentemente, no parece haber mucha literatura sobre esto.

Analíticamente, no estoy seguro de cómo abordar este problema, pero imagino que el método más simple sería utilizar la simulación para obtener la respuesta de frecuencia.

Entonces, traté de hacer esto usando el software PSIM, pero no obtuve muy buenos resultados. No estoy realmente seguro de qué esperar del gráfico de magnitud, pero sí creo que habrá un cambio de fase de 90 grados desde el condensador.

¿Alguien aquí está al tanto de algún análisis al respecto? ¿O si alguien tiene una simulación de trabajo? Aquí está mi esquema, pero no estoy muy seguro de dónde me he equivocado.

gracias

    
pregunta suzu

2 respuestas

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La función de transferencia solo tiene sentido para los sistemas lineales (en resumen, los sistemas para los cuales \ $ f (a + b) = f (a) + f (b) \ $ y \ $ a \ cdot f (x) = f (a \ cdot x) \ $). El suyo no es un sistema lineal, porque contiene elementos no lineales (los diodos, debido a la relación exponencial entre la tensión y la corriente).

Puede linealizar el modelo en la vecindad de un punto determinado (donde f y df / dx son continuos). Para un sistema linealizado localmente, puede encontrar su función de transferencia (pero, en su ejemplo, no creo que sea muy útil).

Digo que df / dx tiene que ser continuo, porque no puede linealizar su sistema de puente de diodo alrededor del punto donde la función que lo modela (que es f (x) = | x |) es cero (porque no hay derivado allí).

Si simulas sistemas no lineales (como el tuyo), tus resultados (por ejemplo, respuesta de frecuencia, atenuación, etc.) dependerán de la amplitud de las excitaciones, y esos resultados, la mayoría de las veces, serán de poca utilidad.

Actualizado : solo otra vista intuitiva de esto. Un sistema lineal nunca puede "crear nuevas frecuencias". El espectro de salida de un sistema lineal es igual al espectro de entrada multiplicado por alguna curva de respuesta de frecuencia. Puede atenuar, amplificar e incluso eliminar los componentes de frecuencia presentes en la entrada, pero nunca puede hacer que aparezcan nuevos componentes de frecuencia de la nada. Si, en alguna frecuencia, la entrada no tiene contenido espectral, es seguro que la salida tampoco tendrá.

Ahora piense en su puente completo (ignore el condensador). La salida es el valor absoluto de la entrada. Si aplica sin (2 · pi · \ $ f_0 \ $ · t), obtendrá | sin (2 · pi · \ $ f_0 \ $ · t) |. La entrada es un tono puro, de frecuencia \ $ f_0 \ $. Todos los contenidos espectrales de la entrada son un delta (una sola línea) en f = \ $ f_0 \ $. Sin embargo, la salida tiene contenidos espectrales de \ $ f_0 \ $. ¿Por qué? Porque | sin (2 · pi · \ $ f_0 \ $ · t) | contiene bordes afilados (en los puntos donde el argumento de la función de valor absoluto cambia de signo). Esos bordes afilados significan contenidos espectrales en (en teoría) frecuencias infinitas (múltiplo de \ $ f_0 \ $). Entonces:

Espectro de entrada: \ $ f_0 \ $.
Espectro de salida: \ $ f_0 \ $, 2 · \ $ f_0 \ $, 3 · \ $ f_0 \ $, 4 · \ $ f_0 \ $ ...

Ese sistema ha creado nuevas frecuencias de la nada. No puede ser lineal. No hay ninguna función de transferencia que pueda hacer que aparezca (por ejemplo) "3 · \ $ f_0 \ $" fuera de cero, en esa frecuencia, en la entrada. No hay un número finito que, multiplicado por 0, le dé, por ejemplo, un 5.

    
respondido por el Telaclavo
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Veo otra razón (Telaclavo tiene razón) porque no hay información sobre la función de transferencia de los rectificadores: no están diseñados para la manipulación de señales .

Un rectificador está diseñado para funcionar en una señal de CA, luego sinusoidal, a una frecuencia determinada, y para proporcionar una señal de salida aproximadamente continua. Además, su comportamiento depende en gran medida de la cantidad de corriente requerida por la carga. Por lo tanto, no tiene sentido analizarlo en un espectro más amplio, en la mayoría de los casos.

Como nota al margen: la fase nunca será de 90 grados, siempre que haya una carga activa (y en su diseño hay una resistencia): para ser así, necesita una reactancia infinita o ninguna resistencia, de lo contrario, su La fase solo se aproximará asintóticamente 90 grados.

    
respondido por el clabacchio

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