Figura 11.1 Corriente en el diodo en función de la tensión aplicada en un diodo real. i D

Transcripción

1 OS EFDOES OS EFDOES 11.1 ilización del diodo El diodo semicondcor se lo emplea en circios en los qe se qiere aproechar la diferene resisencia qe presena en n senido o en el oro. El gráfico de la corriene en el diodo en fnción de la ensión aplicada al mismo es el de la figra 15.1, para n diodo real y el de la figra 11. para no ideal.. orriene en el diodo i D Diodo real ensión en el diodo D Pno o codo de Zener (ndica la aparición de n eco de aalancha de cargas debido al fere campo elécrico aplicado) Figra 11.1 orriene en el diodo en fnción de la ensión aplicada en n diodo real i D Diodo ideal Figra 11. orriene en el diodo en fnción de la diferencia de poencial aplicada en n diodo ideal D ng. Jlio Álarez 1/09 83

2 OS EFDOES El símbolo gráfico del diodo es el mosrado en la sigiene figra Figra 11.3 Símbolo gráfico de n diodo 11. ecificación La recificación es n proceso por el cal se obiene corriene y ensión nidireccional, pariendo de na ensión alerna. Para dicho proceso se ilizan diodos, ya qe los mismos condcen corriene en n sólo senido. En odo circio recificador ineresa dinir: La forma de onda de la corriene y la ensión sobre la carga. La iciencia del sisema recificador, qe es la relación de la poencia de salida, a la poencia omada de la fene. El alor imo o de cresa de la corriene por el diodo. El alor imo de la ensión a raés del elemeno recificador en el senido inerso (ensión de pico ó cresa inersa) ircios recificadores ircio recificador monofásico de media onda El esqema de n circio recificador de media onda se mesra en la figra D Figra 11.4 ircio recificador monofásico de media onda : ensión a la salida del ransformador (Valor icaz ) [V] : ensión nidireccional sobre la carga [V] : orriene nidireccional sobre la carga [] : esisencia de carga [Ω] : ransformador monofásico. D : Diodo. ng. Jlio Álarez 1/09 84

3 OS EFDOES omo el elemeno recificador D, solo permie el paso de corriene en n solo senido, únicamene circlará corriene por la resisencia de carga, en los momenos en los cales el borne es más posiio qe el borne. Si la ensión de salida del ransformador es de forma senoidal: () sen ω Podemos obserar qe drane el ineralo de 0, el borne es más posiio, con lo cal el diodo D condce, y sobre la resisencia de carga, circla na corriene cyo alor esa dado por: Esa siación se presena el la figra 11.5 D Figra 11.5 Siación de condcción cando borne es más posiio qe el En el ineralo, la polaridad de es negaia con respeco a ( es posiia con respeco a ), por lo ano no hay circlación de corriene (Diodo bloqeado). Siación qe se mesra en la figra D Figra 11.6 Siación de condcción cando el borne es más posiio qe el Las formas de onda qe aparecen sobre la carga son las mosradas en los gráficos de la figra ng. Jlio Álarez 1/09 85

4 OS EFDOES ensión de salida del ransformador ensión sobre la carga orriene en la carga orriene en el diodo ensión sobre el diodo 0 Figra 11.7 Formas de onda sobre la carga y los disinos elemenos del recificador monofásico de media onda ng. Jlio Álarez 1/09 86

5 OS EFDOES los fines prácicos coniene conocer el alor medio de las ondas de salida ω ω/ 0 d 0,45 El alor icaz de la corriene en la carga a a esar dado por: ω ω / i 0 d. nálogamene la ensión icaz sobre la carga es :. La corriene icaz en el diodo es igal a la de la carga. La poencia de salida sobre la carga es : P La poencia a la salida del ransformador es : P 4 La iciencia de la recificación será: P ε P 4 0,406 El alor imo de la ensión inersa qe aparece sobre el diodo cando esá bloqeado, es la ensión del secndario del ransformador en s alor imo: P ng. Jlio Álarez 1/09 87

6 OS EFDOES ircio recificador monofásico de onda complea D 1 D Figra 11.8 ircio recificador monofásico de onda complea En ese caso el ransformador adapador debe ener n pno medio en s secndario. ando el poencial de es más posiio qe el de, el diodo D 1 esá en condiciones de condcir, mienras qe el diodo D se encenra bloqeado, lo cal se mesra en la figra D 1 D1 D Figra 13.9 Siación de condcción cando el borne es más posiio qe el nálogamene en la figra obseramos qe cando el pno es más posiio qe él, el diodo D se encenra en siación de condcción mienras qe el D 1 esá bloqeado. D 1 D1 D Figra Siación de condcción cando el borne es más posiio qe el Las formas de onda qe aparecen sobre la carga son, las mosradas en la figra ng. Jlio Álarez 1/09 88

7 OS EFDOES Los alores medios y icaces de las ensiones y corrienes sobre la carga son: ω ω 0 d 0,90 nálogamene se obienen los alores icaces: La poencia de salida sobre la resisencia de carga esá dada por: P La poencia de salida del ransformador P 4 Siendo la iciencia : ε 0,81 La corriene media en los diodos : La corriene icaz en los diodos es : D es : / / La ensión de pico inersa en los diodos esá dada por la ensión ima a la salida del ransformador (Bornes ), ya qe cando no de los diodos se bloqea, no de ss erminales coincide con no de los bornes erminales del ransformador, y el oro borne del diodo coincide con el oro borne del ransformador a raés del diodo qe esá condciendo. P ng. Jlio Álarez 1/09 89

8 OS EFDOES ensión de salida del ransformador ensión sobre la carga orriene en la carga orriene en el diodo 1 orriene en el diodo ensión sobre el diodo 1 ensión sobre el diodo Figra Formas de onda sobre la carga y los disinos elemenos del recificador monofásico de onda complea 0 ng. Jlio Álarez 1/09 90

9 OS EFDOES ircio recificador monofásico de onda complea pene El esqema es el qe se mesra en la figra D 1 D 3 D 4 D Figra 11.1 ircio recificador monofásico de onda complea pene Ese circio recificador iene na respesa similar al anerior pero el ransformador no iene pno medio, lo cal lo hace más económico, ya qe el coso de los diodos es relaiamene bajo con respeco al ransformador. ando el borne del secndario del ransformador es más posiio qe él, los diodos D 1 y D esán en condiciones de condcción y los diodos D 3 y D 4 se bloqean. Lego en el semiciclo posiio la corriene circla saliendo desde el borne pasa por el diodo D 1, por la carga y a raés del diodo D reorna al ransformador por el borne. Eso se pede obserar en la figra D1 D 1 D 3 D 4 D D Figra Siación de condcción cando el borne es más posiio qe él En el sigiene semiciclo el borne es más posiio qe él, con lo cal el proceso es similar, pero los diodos qe condcen son los D 3 y D 4 y se bloqean los diodos D 1 y D, siendo el ng. Jlio Álarez 1/09 91

10 OS EFDOES senido de circlación de la corriene en la carga igal en ambos casos, según lo mosrado en la figra D3 D1 D 3 D 4 D4 D Figra Siación de condcción cando el borne es más posiio qe el Los alores medios y icaces sobre la carga son análogos a los del circio recificador de onda complea con ransformador con pno medio anerior. ω 0 ω d 0,90 La ensión de pico inersa sobre los diodos es: P ya qe los bornes de n diodo cando no condce esán al mismo poencial qe los bornes del ransformador ( ) Las formas de onda se peden isalizar en la figra ng. Jlio Álarez 1/09 9

11 OS EFDOES ensión de salida del ransformador ensión sobre la carga orriene en la carga orriene en el diodo 1 y orriene en el diodo 3 y 4 ensión sobre el diodo 1 y ensión sobre el diodo 3 y 4 0 Figra Formas de onda del recificador monofásico de onda complea pene ng. Jlio Álarez 1/09 93

12 OS EFDOES ircio recificador rifásico de media onda D 1 S D D 3 Figra ircio recificador rifásico de media onda En ese caso el ransformador adapador es rifásico, debiendo esar el secndario del mismo conecado en esrella, como pede obserarse en el esqema de la figra Si analizamos el circio a parir de ω 30 (/6), obseramos qe las ensiones de las fases y son igales y posiias, en cambio la fase S es negaia. parir de ese insane la fase se hace más posiia qe las resanes, con lo cal el diodo D 1 permie el pasaje de corriene y los oros diodos (D y D 3 ) se encenran bloqeados, lo cal se mesra en la figra S D 1 D D 3 D1 Figra Siación de condcción cando el borne es más posiio qe el S y el ando ranscrre n iempo igal a 10 (/3 ), la ensión de las fases y S son igales y posiias, mienras qe la ensión de la fase es negaia. parir de ese insane (150 ) la ensión de la fase S se hace más posiia qe las oras, con lo cal comienza a condcir el diodo D y se bloqean D 1 y D 3. En la figra se obsera esa siación. ng. Jlio Álarez 1/09 94

13 OS EFDOES S D 1 D D D 3 Figra Siación de condcción cando el borne S es más posiio qe el y el l ranscrrir oro iempo eqialene a /3, se igalan las ensiones de las fases S y mienras qe la fase es negaia. parir de ese insane (70 ) se hace más posiia la fase, con lo cal comienza a condcir el diodo D 3 y los diodos D 1 y D se bloqean, al cal se mesra en la figra parir de 390 se repie el proceso señalado. Se obsera qe cada diodo condce drane n ercio del período de la señal. D 1 S D D 3 D1 Figra 11.0 Siación de condcción cando el borne es más posiio qe el y el S En la figra 11.1 se peden obserar las disinas formas de onda en cada pare del elemeno recificador. ng. Jlio Álarez 1/09 95

14 OS EFDOES ensiones de salida del ransformador S ensión sobre la carga orriene en la carga orriene en el diodo 1 orriene en el diodo orriene en el diodo 3 Figra 11.1 Formas de onda del recificador rifásico de media onda 0 /6 5/6 9/6 ng. Jlio Álarez 1/09 96

15 OS EFDOES Los alores medios y icaces son por lo ano: 3 ω 5 /6 ω /6 ω senω 1,17 md 1, ,8407 1,189 La corriene icaz en los diodos es : D 0,68 3 La ensión de pico inersa será : P 3 6 ando n diodo esá bloqeado, no de ss bornes es direcamene n erminal del ransformador, y el oro borne se coneca a raés del diodo qe esé condciendo al oro erminal del ransformador, con lo cal la ensión qe aparece en el diodo es la ensión de línea en s alor imo. ng. Jlio Álarez 1/09 97