La red suministra 240 VCA, el transformador tiene una capacidad nominal de 240 V / 12-0-12 V (toma central), 3A. La carga se compone de un solo calentador de 12V 36 vatios PTC. El diodo es T6A10 (la corriente máxima de avance es de 6A), el condensador electrolítico es de 1000uF 25V. El diodo se sobrecalienta (no se puede tocar sin quemarse) cuando el circuito está encendido. ¿Cuál podría ser la razón?
Este es un circuito rectificador de media onda, por lo que el diodo solo conduce durante los semiciclos positivos de la red de CA. Por lo tanto, la corriente máxima del diodo será mucho más alta que la media y la corriente de rms dibujada por la carga. A una corriente más alta, el diodo deja caer más voltaje, por lo que su disipación de potencia también será mayor de lo que sería para la corriente CC equivalente.
Simulé su circuito en LTspice , y graficé los resultados en dos ciclos (rojo = corriente de diodo, Azul = Corriente del condensador, verde = tensión de carga): -
Lo primero que notamos es que el condensador no es lo suficientemente grande como para mantener el voltaje alto durante los semiciclos negativos. Esto es afortunado porque si lo hiciera, la carga se acercaría a 16V. Con 1000uF, todavía tiene un pico de 16V, pero solo 8.4V rms (y 2.1A rms). Sin embargo, el condensador debe recargarse cada medio ciclo, lo que aumenta la corriente pico del diodo.
La corriente del diodo aumenta a más de 6A mientras se carga el capacitor, la corriente rms es ~ 3A (50% más alta que la corriente de carga) y la disipación de potencia promedio es de ~ 1.3W. El condensador también está trabajando duro con un pico de 5A y rms de 2.1A.
Pero si el diodo está clasificado para 6A y solo pasa ~ 3A, ¿por qué se calienta tanto? La respuesta es que puede soportar temperaturas mucho más altas de lo que su dedo puede soportar. Este diodo tiene una capacidad nominal de 6 A a una temperatura ambiente de hasta 60 ° C, con un aumento de temperatura esperado de 90 ° C (un buen diseño lo haría funcionar a una corriente más baja para reducir la temperatura de la superficie y mejorar la confiabilidad).
La carga se compone de un solo calentador PTC de 12V 36 vatios.
Este calentador debería funcionar igualmente bien con la corriente alterna, por lo que el rectificador y el filtro solo están desperdiciando energía y reduciendo el voltaje disponible.
Si por alguna razón necesita para alimentar el calentador con CC, debe usar un circuito rectificador de onda completa con un diodo apagado en cada devanado de salida del transformador. Dos diodos funcionarán más fríos porque comparten la carga, y es posible que no necesite un condensador de suavizado porque el voltaje de salida rectificado en bruto debe estar cerca de 12 V rms.
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