Seleccionando el puente rectificador correcto

Para la selección del puente rectificador : las partes de la lista corta que exceden el voltaje máximo requerido y la corriente requerida, por un margen justo, como se describe a continuación.

Para la salida de onda sinusoidal de un transformador, la tensión requerida sería sqrt (2) = 1.4142 veces la tensión de salida nominal del transformador, ya que los transformadores están clasificados para la tensión RMS , no el pico. Además, los transformadores generalmente tienen, pero no siempre, una capacidad nominal más baja que la tensión real que producen en el secundario sin carga: esta se reduce a la tensión nominal cuando el transformador transporta la corriente de carga plena nominal. Por lo tanto, para estar seguro, alrededor de 2,5 veces la tensión nominal del transformador funciona bien para mí.

También para el cálculo de la corriente, 2,5 veces la corriente de carga esperada está en buen estado, ya que necesitaría el puente para soportar la sobrecarga de corriente inicial cuando cualquier condensador del depósito que sigue al puente se esté cargando después de la alimentación. en.

Ahora que tiene las clasificaciones de voltaje y corriente que debe buscar, el listado de piezas disponibles puede mostrarle partes con mayor calificación que son más baratas que aquellas que solo cumplen con sus requisitos, así que simplemente vaya con las partes con mayor calificación .

Por ejemplo, en las tiendas locales cerca de donde vivo, un BR68 bridge se vende por menos de la mitad de un BR36 , a pesar de la calificación mucho más alta. Esto se debe a las economías de escala: la parte BR68 se usa más comúnmente aquí.

Otra consideración, sin embargo, es tamaño físico / diseño de PCB: los puentes con mayor calificación tienden a aumentar de tamaño. Además, a veces los módulos SIP pin-put son más convenientes para la PCB, en comparación con los pin-outs cuadrados, si el espacio vertical no es un problema.

Para la selección de diodos discretos : los mismos cálculos se aplican a los del puente. La ventaja clave de ir con partes discretas es que disipación de calor es un poco menos molesto, ya que cada diodo tiene su propio espacio circundante para disipar el calor.

Un beneficio adicional menor es la facilidad para disfrutar de diseños de PCB creativos cuando sea necesario, en lugar de verse obligado a abandonar un área contigua específica en la pizarra.

Para los rectificadores clásicos, desea superar los requisitos de salida.

En la hoja de datos del diodo, verá cosas como la caída de tensión directa con respecto a la corriente y las resistencias de temperatura del diodo. También verás una sección llamada calificaciones máximas absolutas. ¡Nunca querrás estar cerca de esos números! Si desea seleccionar correctamente un diodo, leerá la caída de voltaje a la corriente que le interesa. Luego, multiplicará el voltaje por corriente para ver la potencia disipada por el diodo. Cuando multiplica la potencia por la resistencia térmica, verá cuánto más alta será la temperatura del diodo en comparación con la temperatura exterior. Este valor debe ser inferior a la temperatura máxima del diodo o morirá. Para corrientes más altas, puede conectar el diodo al disipador de calor para proporcionar una mayor disipación de calor.

Entonces veamos qué sucede cuando tomamos el requisito de 4 A y lo aplicamos a un diodo. Para el ejemplo, usaré el diodo BYW29 / 200 que tiene una corriente máxima de 8 A y voltaje de 200 V. Al observar el gráfico en la hoja de datos, podemos ver que a 4 A, el voltaje directo será de alrededor de 0,7 V. La potencia disipada por el diodo será de 2.8 W. La temperatura máxima de la unión es + 175 C. A continuación, tenemos la unión a la resistencia térmica ambiental, que es de 60 C / W. Entonces, multiplicamos los 2.8 W por 60 C / W y obtenemos 168 C. ¡Esto nos da la temperatura ambiente máxima de solo 7 C! Como podemos ver, el diodo es bastante difícil de usar sin ningún tipo de enfriamiento.

Entonces, ¿cómo lo usamos? Bueno le agregamos un disipador de calor. Otra nota interesante en la hoja de datos es la unión a la resistencia térmica de la caja, que es de 3 C / W. A eso le sumaremos la resistencia térmica del disipador. En este ejemplo, usaré uno cuya resistencia térmica es 9.6 C / W (también puede ver la resistencia térmica marcada en K / W, pero tenga en cuenta que un grado Celsius y un kelvin son de la misma magnitud). Para asegurarnos de que tenemos un buen contacto entre el disipador de calor y el diodo, también usaremos un poco de pasta térmica. Si tiene la resistencia térmica de la pasta, agréguela al resto de resistencias térmicas. Si no lo haces, simplemente aplica un "factor de fudge". Entonces, tenemos una resistencia térmica de 12.6 C / W y una potencia de 2.8 W. Eso nos da un aumento de 35.28 C en la temperatura de la unión. Como no tenía la resistencia de la pasta térmica, solo la dividiría entre 0,8 y obtendré 44.1 C. Para obtener la temperatura máxima de operación, restaremos 44.1 C de la temperatura máxima de la unión de 175 C. Esto nos da la máxima temperatura ambiente. Temperatura de 130.1 C, que es bastante buena.

A continuación, un poco sobre el voltaje. Tenga en cuenta que el voltaje de su transformador dependerá de la carga. Para el transformador descargado, puede ser mucho más alto que para el transformador con carga completa. A continuación, también tiene el voltaje rectificado y filtrado. Muchas personas aquí usan "reglas de oro" para determinar qué componentes usar y valores. Echemos un vistazo al ejemplo de 12 V de nuevo. Tomaré que 12 V es el valor RMS de la tensión del transformador a plena carga. La tensión máxima será de alrededor de 17 V cuando el transformador esté a plena carga. Cuando el transformador no tiene carga, podría subir y no sería sorprendente ver de 30 V a 40 V aquí. Por otro lado, muchos diodos pueden tomar tales voltajes sin ningún problema. Por ejemplo, incluso el diodo 1N4001 más simple tiene un voltaje repetitivo máximo de 50 V. El BYW29 / 200 de El ejemplo anterior tiene un voltaje repetitivo máximo de 200 V, por lo que no debe preocuparse mucho allí. Solo asegúrese de exceder el voltaje más alto que verá en el circuito en unos 20 V a 30 V y estará seguro.

Para el final, un método simple de buscar el diodo correcto sería simplemente multiplicar la corriente que necesita por 2 y buscar diodos con una corriente mayor. Luego observe las temperaturas máximas y las resistencias térmicas para ver qué tipo de enfriamiento se requiere.