Diferencia entre el rectificador de puente de onda completa y el rectificador de toma central de onda completa

Una de las aplicaciones más populares del diodo es la rectificación. El rectificador es un dispositivo que convierte una corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) pulsante. Esta corriente continua pulsante tiene algunas ondulaciones que pueden eliminarse utilizando un condensador de suavización. A continuación se indican diferentes tipos de rectificadores: Este artículo trata de "Por qué el rectificador de onda completa es mejor que el rectificador de toma central de onda completa". En el rectificador de puente de onda completa, se utiliza toda la forma de onda de entrada en comparación con el rectificador de media onda. Mientras que en los rectificadores de media onda sólo se utiliza media onda. El rectificador de onda completa puede construirse de dos maneras. Una es el rectificador de onda completa con toma central, que consiste en dos diodos y un transformador de devanado secundario con toma central, y la segunda es un rectificador de puente que consiste en cuatro diodos: D1, D2, D3 y D4 conectados.

Funcionamiento del rectificador de puente de onda completa

El puente rectificador se construye utilizando 4 diodos en forma de puente de Wheatstone alimentado por un transformador reductor. Cuando se alimenta una fuente de CA reductora a través del puente, se observa que durante el semiciclo positivo de la alimentación secundaria los diodos D1 y D3 (mostrados en la siguiente figura) están en polarización directa. Y los diodos D2 y D4 no conducen. Así que la corriente pasará a través del diodo D1, la carga (R) y el diodo D3. Y viceversa durante el semiciclo negativo de la entrada secundaria. Generalmente, una entrada de CA tiene la forma de una onda sinusoidal (sin(wt)). A continuación se muestra la forma de onda de salida y el diagrama del circuito.

Funcionamiento de un rectificador de onda completa con toma central

El rectificador de onda completa con toma central se construye con un transformador con toma central y dos diodos D1 y D2, conectados como se muestra en la siguiente figura. Cuando se conecta la fuente de alimentación de CA, la tensión aparece a través de los terminales AB del lado del terminal secundario del transformador. Durante el semiciclo positivo, el diodo D1 está en polarización directa y el diodo D2 está en polarización inversa, no conducirá. Así que la corriente pasará por el diodo D1 y la carga (R). Durante el ciclo negativo del ciclo secundario, sólo el diodo D2 conducirá y la corriente pasará a través del diodo D2 y la Carga (R).

¿Por qué es mejor un rectificador de puente de onda completa que un rectificador de onda completa con toma central?

Un puente rectificador no requiere un voluminoso transformador de toma central, hoy en día los transformadores de toma central son más costosos que los diodos y un transformador reductor, por lo que su tamaño y coste son reducidos.

La potencia PIV (tensión inversa de pico) de los diodos en el rectificador de puente es la mitad de la necesaria en los rectificadores de onda completa con toma central. El diodo utilizado en el rectificador de puente es capaz de soportar una alta tensión inversa de pico. Mientras que en los rectificadores de toma central, la tensión inversa de pico que llega a cada diodo es el doble de la tensión máxima en la mitad del devanado secundario.

El factor de utilización del transformador (TUF) también es mayor en el rectificador de puente en comparación con el rectificador de onda completa de toma central, lo que lo hace más ventajoso.

PIV (tensión inversa de pico) del rectificador de puente

PIV: Para los rectificadores, la tensión inversa máxima (PIV) o la tensión inversa máxima (PRV) puede definirse como el valor máximo de la tensión inversa de un diodo, que se produce en el pico del ciclo de entrada cuando el diodo está en polarización inversa.

Cuando la tensión del secundario alcanza su valor máximo positivo y el terminal A es positivo, y el B es negativo, como se muestra arriba. Entonces, en este instante, el diodo D1 y D3 están en polarización directa y D2 y D4 están en polarización inversa y no conducirán, pero sólo los diodos D1 y D3 conducirán la corriente a través de ellos. Por lo tanto, entre el terminal M-L o A'-B' recibe la misma tensión que los terminales A-B.

Por tanto, el PIV de los rectificadores de puente es

PIV del diodo D1 y D3 = Vm

Del mismo modo PIV del diodo D2 y D4 = Vm

PIV (tensión inversa de pico) del transformador de onda completa con toma central

Durante el primer medio ciclo de la alimentación de CA, es decir, cuando la parte superior del devanado secundario del transformador es positiva, el diodo D1 conduce y ofrece una resistencia casi nula. Por tanto, toda la tensión Vm máx. del devanado medio superior se desarrolla a través de la carga (RL). Ahora la tensión a través del diodo no conductor D2 es la suma de la tensión a través de la mitad inferior del secundario del transformador y la tensión a través de la carga (RL).

Por tanto, PIV del diodo, D2 = Vm + Vm

PIV del diodo, D2 = 2 Vm

Del mismo modo, PIV del diodo D1 = 2 Vm

Factor de utilización del transformador (TUF)

El TUF se define como la relación entre la potencia de CC entregada a la carga y la potencia de CA de entrada del secundario del transformador.

TUF= Salida.c.c./Entrada.c.a

Factor de utilización del transformador (TUF) del rectificador de onda completa con toma central

Pdc = VL(dc)*IL(dc) => VLM/π *VLM/RL

=> VLM2 /πRL

=> Vsm2 /πRL (si se desprecia la caída sobre R0)

Ahora, la tensión nominal del secundario del transformador viene dada por Vsm/√2, pero la corriente real que circula por el secundario es IL = ILM/2 (no ILM /√2), ya que se trata de una corriente de rectificador de media onda.

Pac.nominal => Vsm/√2 *ILM/2

=> Vsm/√2* VLM/2RL

=> Vsm/2√2RL

Su valor se encuentra considerando el devanado primario y el secundario del transformador por separado. Su valor es 0,693.

Factor de utilización del transformador del puente rectificador

Pdc => VL(dc).IL(dc)

=> VLM/π * VLM/RL => VLM2 /πRL

=> Vsm2 /πRL (si se desprecia la caída sobre R0)

Ahora, la tensión nominal del secundario del transformador es Vsm/√2, pero la corriente real que circula por el secundario es IL = ILM/2 (no ILM /√2), ya que se trata de una corriente de rectificador de media onda.

Pac = Vsm/√2 *ILM/2

=> Vsm/√2 *VLM/2RL

=> Vsm/2√2RL

Su valor se encuentra considerando el devanado primario y el secundario del transformador por separado. Su valor es 0,812

Las diferencias entre el rectificador de onda completa con toma central y el rectificador de puente

Parámetros	Rectificador de onda completa con toma central	Rectificador de puente
Número de diodos	2	4
Máxima eficiencia	81.2%	81.2%
Pico de tensión inversa	2Vm	Vm
Vdc(sin carga)	2Vm/π	2Vm/π
Factor de utilización del transformador	0.693	0.812
Factor de ondulación	0.48	0.48
Factor de forma	1.11	1.11
Factor de cresta	√2	√2
Corriente media	Idc/2	Idc/2
Frecuencia de salida	2f	2f

Así pues, esto es todo sobre las diferencias entre el rectificador de puente de onda completa y el rectificador de onda completa con toma central. Esperamos que hayas entendido mejor este concepto. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o quieres saber más sobre el tiristor o el SCR. Por favor, danos tu opinión comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta: ¿Cuál es la función de un puente rectificador?