¿Cuál parece ser el problema con este rectificador de puente de diodo simple con capacitor suave?

Ha puesto a tierra el punto equivocado en su circuito.

Si controla la parte inferior de su resistencia de carga en el simulador, obtendrá otra sorpresa.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figura 1. (a) En el semiciclo positivo D4 y D5 están en juego. (b) En la mitad negativa están en juego D6 y D7.

Tierra en la parte inferior de C1 en su lugar. Normalmente, para un suministro de CC con referencia a tierra como este, dejamos que el transformador "flote" y conecte a tierra el CC-.

Y la corriente en la CARGA no es suave, a pesar de que el capacitor está allí.

Puede obtener una buena aproximación del tiempo de descarga por la constante de tiempo RC:$\tau = RC = 100 \times 100n = 10 \; \mu s$. El condensador se descargará en un 63% en este momento. Para 1 kHz (como en su esquema) necesitaría al menos 100 veces su valor C. Para 50/60 Hz necesita de 1000 a 10 000 veces más dependiendo de su carga.

Hay dos problemas importantes con su circuito:

1. El condensador es demasiado pequeño. 100 nF con una carga de 100 Ω tiene una constante de tiempo de solo 10 µs.

2. Conectó un lado de la entrada de CA a tierra y luego usó esa tierra para medir la salida positiva.

Su frecuencia de CA es de 1 kHz, por lo que hay 500 µs entre picos. Las etiquetas en su gráfico son demasiado pequeñas para leerlas, así que digamos que el voltaje de CA es tal que obtiene 15 V de los rectificadores sin carga. Si desea que la caída no supere 1 V con una carga de 100 Ω, entonces el condensador debe ser (150 mA)(500 µs)/(1 V) = 75 µF. Entonces, 100 µF sería un buen valor para estos números inventados. Tenga en cuenta que esto es 1000 veces más de lo que usó.

No conecte ninguno de los lados de la fuente de CA a tierra. En su lugar, conecte la salida negativa de los rectificadores a tierra. Luego puede medir la salida positiva con respecto a tierra y obtener la salida de los rectificadores.

Mueva su Gnd a V- como su referencia de 0V y asegúrese de que la fuente esté aislada (XFMR), de lo contrario, se compensará con Vin 0V por Vf.

Entonces, V e I serán relativos al nodo correcto para cargar a Gnd.

Mis reglas generales

De este modo

• para entrada sinusoidal de 5 Vp 1kHz, R=100, C=80µF

• Vdc = 5-2*0,8 V que puede esperar, alrededor de 0,7 a 1 V de caída por diodo de Si dependiendo de la potencia nominal, donde ESR por encima de 0,6 V (Si)

  $$\text{ESR(diode)[Ω] = k/Pd[W] for constant k=0.5~1 typ. tolerance on diodes.}\tag4$$

Intuitivamente, debe esperar una ondulación de salida del 10% Vpp, que causa al menos una ondulación de corriente de entrada del 1/10% (= 10x) en comparación con Iout.

Los valores de RC afectan tanto a la ondulación de carga V como a la ondulación de entrada I, y ambos también afectan la caída de voltaje pico del diodo.

Para cargar rápidamente y descargar lentamente con voltaje de ondulación bajo, la corriente de ondulación es muy alta (relacionada inversamente). Si Vf alcanza 1 V en la corriente máxima, considere diodos de mayor potencia nominal con Vf más bajo.

Ahora puedes intentar usar 80uF.

• Obtengo 5Vin(pk) - 2Vf + Vo(pk) y asumí Vf=0.8V

• así Vdc=3.4Vdc con 10% de Vdc = 340 mVpp ondulación en diente de sierra

Esta directriz empeora con voltajes más bajos y baja frecuencia, ya que implica grandes límites.

Su expectativa de una caída exacta de 0,7 V por diodo no es realista. 0,7 V es solo una aproximación que se usa con frecuencia para los diodos de silicio estándar, por lo que tener un poco más o un poco menos no es inesperado.

Su condensador es de solo 100 nF y su resistencia es de 100 ohmios. Esto da una constante de tiempo de 10 microsegundos, mientras que su forma de onda de 1khz tiene un período de medio ciclo mucho más largo de 500 microsegundos. El condensador debe ser mucho más grande para el suavizado que busca para la entrada de onda sinusoidal de frecuencia de 1 kHz. Intente hacerlo 100uF en lugar de 100nF.