¿El rectificador de puente se preocupa tanto por la frecuencia de CA?

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Como lo entiendo, un puente rectificador es un conjunto de diodos que juegan un truco de lógica que mantiene la polaridad positiva.

Por lo tanto, dentro del contexto de un transformador de CC doméstico, ¿importa la frecuencia de la onda de CA?

Supongo que lo es hasta cierto punto, ya que la salida de CC tiene una ondulación y el alisado debe completar las inmersiones, por lo que imagino que hay algún tipo de rango aceptable, probablemente dictado por el condensador del depósito.

    
pregunta Luke Puplett

1 respuesta

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Hay tres problemas en juego aquí: la ondulación del voltaje en la salida, las corrientes máximas a través del rectificador y las pérdidas de recuperación de los diodos en reversa. Dentro del contexto que especificaste (hogar), es poco probable que los dos últimos importen, pero los incluiré de todos modos para que estén completos.

Primero, la tensión de ondulación. I = C dV / dt. Si conoce la carga actual (I) y sabe cuánta ondulación es aceptable para su aplicación (dV), puede extraer una relación entre la capacitancia (C) y el medio período de su línea de CA (dt). ¿Cuánta ondulación es aceptable? Depende de la aplicación. Pero para un condensador fijo, las frecuencias más altas reducirán el tamaño de la ondulación y las frecuencias más bajas lo aumentarán.

Segundo, corrientes máximas. El rectificador no conduce todo el tiempo; solo se conduce cuando la onda de CA es mayor que el valor del condensador de CC. Por lo tanto, su voltaje de CA parece una onda sinusoidal, pero la corriente que se extrae parece una gran alza justo en el pico de la ola.

Ahora, estos picos son sub-óptimos. No se parecen en nada a una onda sinusoidal, por lo que causan armónicos en la línea de CA. Y la corriente RMS de esos picos es mucho más alta que la que tendría una onda sinusoidal de suministro de energía equivalente, por lo que hacen hincapié en los fusibles o interruptores corriente arriba.

La caracterización del pico de corriente puede complicarse, ya que depende de la frecuencia de CA, el condensador y la inductancia de la línea de CA. Cuanto mayor es la inductancia, más amplio es el tiempo y más corto en amplitud reciben los pulsos. (Para aplicaciones trifásicas de alta potencia, es común agregar un inductor grande para extender el tiempo de conducción del diodo a propósito y reducir todos esos problemas, pero no creo que sea común en las cosas del hogar. En general, a las personas no les importa sobre armónicos en esos contextos.) Pero a menos que esté acercando algo a la potencia nominal máxima del interruptor, esto no será un gran problema.

Tercero, los diodos involucrados usualmente tienen un tiempo de recuperación inversa. Cuando un diodo pasa de ser sesgado hacia adelante a ser polarizado hacia atrás, en realidad toma un tiempo finito para que deje de conducir. (Hay diodos de recuperación cero, pero generalmente no se usan para trabajo de 60 Hz). Durante ese tiempo, el diodo actúa como un cortocircuito, lo que significa que disipa mucha energía. Este tiempo suele ser del orden de los microsegundos, por lo que para una línea de 60 Hz no se ven muchas pérdidas adicionales y, probablemente, se pueden ignorar las pérdidas de recuperación. Si estuvieras operando en kilohertz, deberías tenerlo en cuenta.

TL; DR La frecuencia importa, pero no mucho para el contexto establecido.

    
respondido por el Stephen Collings

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