Art Of Electronics - Eficiencia del transformador con toma de centro y pregunta actual, también pregunta de LTSpice

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Use un transformador que pueda configurarse para proporcionar el mismo voltaje de salida en el puente de onda completa o en las configuraciones de onda completa con toma central. Se ilustra arriba donde dibujé solo los detalles necesarios para mostrar las diferencias. Es en este contexto, en el que comienza con el mismo transformador equivalente, que la explicación que publicó es aplicable y tiene más sentido.

En la configuración del puente, ambos devanados (W1 y W2) conducen cada medio ciclo y, por lo tanto, comparten la corriente de salida cada medio ciclo.

En la configuración con toma central, ya sea W1 o W2 se realiza cada medio ciclo, pero nunca al mismo tiempo. Por lo tanto, solo un devanado suministra la corriente de salida total durante un medio ciclo.

Actualización respondiendo a los comentarios:

Usemos un ejemplo sólido. Lo siguiente es de una hoja de datos que obtuve de Digikey, es la primera en la tabla cuando elegí el transformador de potencia. enlace

Los dos devanados divididos de salida se pueden usar al conectarlos en la serie - pin 5 y 8 como salida, el pin 6 y 7 unidos. Luego se usa en una configuración de onda completa en el centro con los pines 6 y 7 que van a tierra. La tensión de salida se rectificaría desde 6.3Vrms. El límite actual sería 0.09A para esta comparación.

Los dos devanados de salida se pueden usar conectándolos en paralelo - pin 5 & 7 juntos, y pin 6 y amp; 8 juntos. Luego se utiliza en un puente de onda completa. La tensión de salida también se rectificaría a partir de 6.3Vrms. Cuando se usa con una corriente de 0.09A, la corriente a través de cada devanado es solo la mitad de la especificación y, por lo tanto, tiene la mitad de la pérdida conductora total como comparación (este es el punto de las explicaciones pegadas en el OP). Alternativamente, el límite de corriente de salida puede ser tan alto como 0.18A, todo dentro de las especificaciones del transformador.

Para la configuración de tomas centradas de onda completa, es posible hacer trampa y dibujar más de 0.09A porque el transformador tiene una capacidad nominal de 1.1VA (aproximadamente 6.3V x 0.18A). Pero las especificaciones del transformador ya no serían aplicables al 100% porque se excedería el límite de corriente de 0.09A a través de un devanado en la hoja de datos y sería necesario aplicar algunas extrapolaciones. Por ejemplo, probablemente se excedería la regulación de voltaje de tipo del 25%.

Aquí está la gran desventaja real de la configuración con tomas centrales en este ejemplo de componente real: puede operar el transformador a la mitad de la potencia nominal mientras se mantiene todo dentro de las especificaciones, o puede operar el transformador a una potencia más cercana a la potencia nominal con una pérdida adicional de energía y algunas especificaciones serían excedidas y se requerirían extrapolaciones.

Pero la verdadera razón de la configuración de la toma central es rectificar un voltaje rectificado de 6.3 Vrms tanto positivo como negativo. Con este transformador, los límites de salida dentro de las especificaciones serían 0.09A para positivo y 0.09A para negativo.

También es posible conectar los dos devanados en serie: use los pines 5 y 8 como salidas, pin 6 y amp; 7 juntos y no vamos a ninguna parte. Coloque un puente rectificador en el pin 5 y 8. Luego, la salida se rectificaría a partir de 12.6 Vrms y la especificación actual sería de 0.09A máx.

  

¿A dónde se fue la parte negativa de la ola?

Su circuito final es incorrecto: los dos cátodos deben unirse, es decir, el cátodo D1 debe ir a la parte superior del condensador. En este momento, está cortocircuitando el transformador en semiciclos.

El texto hace un gran trabajo explicando las cosas. Intente lo siguiente en LTSpice:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

(No se necesitan inductores para esta prueba).

Cómo, asegúrese de que \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ tengan exactamente el mismo valor. Usted querrá que la misma corriente fluya a través de estas dos resistencias para que la misma tensión de conducción aparezca en ellas. Esa es su carga y desea que se disipe la misma potencia en la carga en ambos casos de ejemplo. Entonces \ $ R_1 = R_2 \ $.

También querrá que la capacidad de la serie exhibida por \ $ C_2 \ $ y \ $ C_3 \ $ en el estuche de la derecha sea la misma que en \ $ C_1 \ $ en el estuche de la izquierda. Esto significa que, independientemente de lo que establezca \ $ C_1 \ $ en, doble el valor de \ $ C_2 \ $ y \ $ C_3 \ $. Esto significará que la parte de recarga neta del ciclo será la misma en ambos casos. Debe hacer que \ $ C_1 \ $ sea lo suficientemente grande como para no ver mucha variación en la corriente en \ $ R_1 \ $. Para \ $ 60 \: \ textrm {Hz} \ $, probablemente haría que el tiempo RC sea constante de 3-4 segundos, solo para estar seguro. Así que establezca \ $ C_1 = \ frac {4} {R_1} \ $ y establezca \ $ C_2 = C_3 = 2 \ cdot C_1 \ $.

Debe seleccionar los diodos que sean apropiados para la carga actual. Sean lo que sean, use los mismos en todos los ámbitos.

Ahora, establezca \ $ V_1 = V_2 \ $ y establezca \ $ V_3 = V_4 = \ frac {1} {2} \ cdot V_1 \ $ para comenzar. Esto en realidad no funcionará perfectamente, todavía. Pero debería acercarte. Mida la corriente en \ $ R_1 \ $ después de un segundo de tiempo (.tran, supongo) y luego realice pequeños ajustes (probablemente hacia arriba) en los valores de \ $ V_3 \ $ y \ $ V_4 \ $ (manteniendo a ambos siempre iguales ) hasta que la corriente en \ $ R_2 \ $ sea la misma que en \ $ R_1 \ $.

Una vez que haya hecho eso, tendrá la misma carga exacta en ambos circuitos y ahora podrá ver las diferencias.

Revise los impulsos de corriente provenientes de las cuatro fuentes de voltaje y la sincronización de ellos. Mira los valores máximos y compáralos. ¿Los encuentra de alguna manera cerca de lo que se habla en el texto?