¿Cuál parece ser el problema con este simple puente rectificador de diodo con capacitor suave?

Ha conectado a tierra el punto equivocado en su circuito.

Si monitoreas la parte inferior de tu resistencia de carga en el simulador, obtendrás otra sorpresa.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. (a) En el semiciclo positivo, D4 y D5 están en juego. (b) En la mitad negativa, D6 y D7 están en juego.

Tierra en la parte inferior de C1 en su lugar. Normalmente, para una fuente de CC con referencia a tierra como esta, dejamos que el transformador "flote" y conecte a tierra la DC-.

  

Y la corriente en la CARGA no es suave, a pesar de que el condensador esté allí.

Puede obtener una buena aproximación del tiempo de descarga por la constante de tiempo RC: \ $ \ tau = RC = 100 \ veces 100n = 10 \; \ mu s \ $. El condensador se descargará en un 63% en este momento. Para 1 kHz (como en su esquema) necesitaría al menos 100 veces su valor de C. Para 50/60 Hz, necesita entre 1.000 y 10.000 veces más, dependiendo de su carga.

Hay dos problemas importantes con tu circuito:

1. El condensador es manera demasiado pequeño. 100 nF con una carga de 100 has tiene una constante de tiempo de solo 10 µs.

2. Conectó un lado de la entrada de CA a tierra, y luego utilizó esa tierra para medir la salida positiva en contra.

Su frecuencia de CA es de 1 kHz, por lo que hay 500 µs entre picos. Las etiquetas en su gráfico son demasiado pequeñas para leer, así que digamos que el voltaje de CA es tal que obtiene 15 V de los rectificadores sin carga. Si desea que la caída no sea más de 1 V con una carga de 100 Ω, entonces el capacitor debe ser (150 mA) (500 µs) / (1 V) = 75 µF. Entonces 100 µF sería un buen valor para estos números inventados. Tenga en cuenta que esto es 1000 veces más de lo que usó.

No conecte ninguno de los lados de la fuente de CA a tierra. En su lugar, conecte la salida negativa de los rectificadores a tierra. Luego puede medir la salida positiva con respecto a tierra y obtener la salida de los rectificadores.

Mueva su Gnd a V- como su referencia de 0V y asegúrese de que la fuente esté aislada (XFMR), de lo contrario se compensará de Vin 0V por Vf.

V e I serán relativos al nodo correcto y luego se cargarán a Gnd.

Mis reglas de oro

$$ \ text {Para < 10% pp uso de ondulación de carga} T = RC = 5 a 10 \ veces \ texto {tiempo de ciclo de entrada} $$ Prefiero 8x para voltajes más altos donde Vf es despreciable.

Por lo tanto, $$ C > = 8 / (1 \ text {kHz} * 100R) = 80 \ mu F $$

• para entrada sinusoidal de 5 Vp 1kHz, R = 100, C = 80µF

• Vdc = 5-2 * 0.8V que puede esperar, alrededor de 0.7 a 1V de caída por diodo Si, dependiendo de la potencia nominal, donde el valor del ESR es superior a 0.6V (Si)

  $$ \ text {ESR (diodo) [Ω] = k / Pd [W] para una constante k = 0.5 ~ 1 typ. tolerancia en diodos.} \ tag4 $$

Intuitivamente debe esperar un rizado de salida de 10% Vpp, causa al menos 1/10% (= 10x) rizo de corriente de entrada en comparación con Iout.

Los valores RC afectan tanto a la ondulación V de carga como a la ondulación I de entrada, y también afectan a la caída de tensión máxima del diodo.

$$ V_ {dc (pk)} ~~~ = ~~ V_ {dc (avg)} ~~~ + ~~ \ frac {1} {2} V_ {o (pp) ~} ~~ \ texto {ripple} ~~ \ tag5 $$ o ... $$ (V_ {dc (pk)} ~ - ~ V_ {dc (avg)} ~~~~) ~~ * 2 ~~ = ~ V_ {o (pp)} ~~ \ text {ripple} ~~ \ tag6 $$   \ $ V_f = 0.6V + \ dfrac {I_ {i (pk)}} {k P_d} \ tag6 \ $

Para cargar rápidamente y descargar lentamente con un voltaje de ondulación bajo, la corriente de ondulación es muy alta (relacionada con la inversa). Si Vf alcanza 1V a la corriente máxima, considere diodos con una potencia más alta con Vf más bajo.

Ahora puedes intentar usar 80uF.

• Obtengo 5Vin (pk) - 2Vf + Vo (pk) y asumí que Vf = 0.8V

• por lo tanto, Vdc = 3.4Vdc con 10% de Vdc = 340 mVpp ondulación del diente de sierra

Esta directriz empeora con voltajes más bajos y baja frecuencia, ya que implica grandes límites.

Su expectativa de una caída exacta de 0.7V por diodo no es realista. 0.7V es solo una aproximación de uso frecuente para diodos de silicio estándar, por lo que tener un poco más o un poco menos no es inesperado.

Su condensador es de solo 100 nF y su resistencia es de 100 ohmios. Esto proporciona una constante de tiempo de 10 microsegundos, donde la forma de onda de 1 khz tiene un período de medio ciclo mucho más largo de 500 microsegundos. El condensador debe ser mucho más grande para el suavizado que busca para la entrada de onda sinusoidal de 1kHz de frecuencia. Intenta convertirlo en 100uF en lugar de 100nF.