Question

Ejercicio 2

Una de las más frecuentes aplicaciones que tiene el diodo es como
rectificador de media onda u onda completa. La empresa
Enegislluciones S.A. solicita un ingeniero que sea capaz de
diseñar un circuito que le permita alimentar varios dispositivos
electrónicos con 9 voltios D.C. Las restricciones de diseño son las
siguientes:
✓ Un transformador
✓ Se deben emplear 4 diodos para grupos pares y 2 diodos
para grupos impares
✓ Se debe acoplar un circuito que permita filtrar el voltaje
A.C. convirtiendo su salida a una señal continua
✓ Debe incluir también un regulador que permita mantener el
voltaje de salida estable

Answer 1

Para realizar este circuito con un rectificador de onda completa, vamos a hacer foco en un dato central que es la tensión de salida, 9Vdc y en la especificación de que debe incluir un regulador que permita mantener el voltaje de salida estable.

Los reguladores de la serie 7800 incluyen al LM7809. Este circuito integrado necesita al menos una tensión de entrada 2V superior a la de salida y soporta una corriente máxima de 1,5A. De modo que la tensión filtrada Vf debe ser al menos:

$V_f=V_o+2V=9V+2V=11V$

Vamos a aplicarle un factor de seguridad del 30%;

$V_{f2}=11V.1,3=14,3V$.

Ahora bien, nos dicen que se debe acoplar un circuito que permita filtrar el voltaje. En cuanto al filtro de entrada, consistente generalmente en un capacitor, este se obtiene mediante las Curvas de Schade las que también permiten seleccionar los diodos, dichas curvas están en función del factor de ripple, la corriente y la resistencia de salida del transformador. Pero vamos a tomar acá como medida aproximada un valor de 2000uF cada 1A, suponemos 1A de corriente máxima. La tensión de ese capacitor la tomamos en un 50% más de la de entrada como mínimo.

$V_c=V_{f2}.1,5=14,3V.1,5=21,5V$.

Tomamos para el filtro de entrada:

$C_1=2200\mu Fx25V$

También se incluye un segundo capacitor a la salida para filtrar toda señal espúrea proveniente de la carga.

En cuanto al transformador. En teoría la tensión filtrada es el valor pico de la tensión de salida del transformador.

$V_p=V_{tr}.\sqrt{2}$

En la práctica esta tensión a plena carga es aproximadamente un 80% de esta tensión pico. Queda:

$V_p=V_{tr}.0,8\sqrt{2}\\V_{tr}=\frac{V_p}{0,8\sqrt{2}}=12,6V$

En cuanto a la especificación "Se deben emplear 4 diodos para grupos pares y 2 diodos para grupos impares", en la figura 1 está la configuración con 4 diodos que emplea un transformador de 12,6Vca simple y en la figura 2 con dos diodos que emplea un transformador con punto medio de 12,6V+12,6V, o sea que la tensión entre extremos es 25,2Vca. Ambas modalidades son de onda completa. Por lo que a la hora de ir a las curvas de Schade para hallar el valor del filtro, se utilizan las mismas curvas de onda completa.