Art Of Electronics: pregunta sobre la eficiencia y la corriente del transformador con toma central, también sobre la pregunta LTSpice

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Utilice un transformador que pueda configurarse para dar el mismo voltaje de salida en configuraciones de puente de onda completa o de onda completa con derivación 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 de 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 de derivación central, W1 o W2 realizan cada medio ciclo, pero nunca al mismo tiempo. Por lo tanto, solo un devanado suministra la corriente de salida total durante medio ciclo.

Actualización respondiendo a los comentarios:

Usemos un ejemplo sólido. La siguiente es de una hoja de datos que obtuve de Digikey, es la primera en la tabla cuando elegí el transformador de potencia. http://catalog.triadmagnetics.com/Asset/FS12-090-C2.pdf

Los dos devanados divididos de salida se pueden usar conectándolos en serie: los pines 5 y 8 como salida, los pines 6 y 7 unidos. Luego se usa en una configuración de derivación central de onda completa con los pines 6 y 7 yendo a tierra. El voltaje de salida se rectificaría de 6.3Vrms. El límite actual sería 0.09A para esta comparación.

Los dos devanados de salida se pueden usar conectándolos en paralelo: los pines 5 y 7 juntos, y los pines 6 y 8 juntos. Luego se usa en un puente de onda completa. El voltaje de salida también se rectificaría 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 de conducción 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 derivación centrada de onda completa, es posible hacer trampa y consumir más de 0,09 A porque el transformador tiene una capacidad nominal de 1,1 VA (aproximadamente 6,3 V x 0,18 A). Pero las especificaciones del transformador ya no serían 100 % aplicables porque se excedería el límite de corriente de 0,09 A a través de un devanado en la hoja de datos y sería necesario aplicar algunas extrapolaciones. Por ejemplo, la regulación de voltaje típico del 25% probablemente se exceda.

Entonces, aquí está la gran desventaja real de la configuración con toma central en este ejemplo de componente real: o opera el transformador a la mitad de la potencia nominal mientras se mantiene dentro de las especificaciones, o puede operar el transformador más cerca de la potencia nominal con potencia adicional la pérdida y algunas especificaciones serían excedidas y requerirían extrapolaciones.

Pero la razón real de la configuración con derivación 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 0,09 A para positivo y 0,09 A para negativo.

También es posible conectar los dos devanados en serie: use los pines 5 y 8 como salidas, los pines 6 y 7 juntos y no vaya a ninguna parte. Coloque un puente rectificador en los pines 5 y 8. Luego, la salida se rectificaría desde 12,6 Vrms y la especificación actual sería de 0,09 A máx.

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

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

(No se necesitan inductores para esta prueba).

Cómo, asegúrese de que$R_1$y$R_2$son exactamente del mismo valor. Querrá que fluya exactamente la misma corriente a través de estas dos resistencias para que aparezca exactamente el mismo voltaje de activación a través de 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 la capacitancia en serie exhibida por$C_2$y$C_3$en el caso de la derecha para ser el mismo que$C_1$en el caso de la izquierda. Entonces esto significa que lo que sea que establezcas$C_1$a, duplicar el valor de$C_2$y$C_3$. Esto significará que la porción de recarga neta del ciclo será la misma en ambos casos. Necesitas hacer$C_1$lo suficientemente grande como para que no vea mucha variación en la corriente en$R_1$. Para$60\:\textrm{Hz}$, probablemente haría que el tiempo RC fuera constante entre 3 y 4 segundos, solo para estar seguro. Así que listo$C_1=\frac{4}{R_1}$y establecer$C_2=C_3=2\cdot C_1$.

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

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

Una vez que haya hecho tanto, tiene exactamente la misma carga en ambos circuitos y ahora puede ver las diferencias.

Compruebe los pulsos de corriente que provienen de las cuatro fuentes de voltaje y la sincronización de los mismos. Mire los valores máximos y compárelos. ¿Los encuentra algo parecidos a lo que se habla en el texto?

¿Adónde fue la parte negativa de la onda?

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