¿Cambiar la frecuencia de entrada de un transformador rectificador cambia el voltaje de salida, dado que el voltaje de entrada es constante sin regulador de voltaje o circuito de protección en la salida?
Asumiendo que todos los componentes son perfectos y que no hay otros componentes involucrados, la respuesta es no.
Sin embargo, normalmente tendrá un filtro de salida/condensador de depósito. Si se aumenta la frecuencia de entrada, esta caerá menos entre semiciclos y, por lo tanto, aumentará ligeramente el voltaje de salida.
El transformador puede tener una inductancia primaria baja y estar cargando el suministro de entrada. El aumento de la frecuencia reducirá este efecto y aumentará ligeramente el voltaje de salida.
El transformador puede estar cerca de la saturación y, por lo tanto, estar cargando el suministro de entrada. El aumento de la frecuencia reducirá este efecto.
El transformador puede estar operando en algún lugar cercano a la resonancia (poco probable si es de hierro y red eléctrica, pero es posible si es de ferrita y funciona de 10 a 100 kHz). Si es así, aumentar la frecuencia de entrada puede alterar drásticamente el voltaje de salida, ya sea hacia arriba o hacia abajo, a medida que oscila a través de la resonancia.
Suponiendo un sistema básico formado por transformador, rectificador y filtro de salida, podemos hacer las siguientes consideraciones:
Transformadores hechos para operar a la frecuencia de línea, que tienen un material de núcleo magnético (una aleación de hierro y silicio), que puede aceptar una densidad de flujo magnético de alrededor de 15000 Gauss o menos. Esto se aplica a la frecuencia de línea (50/60 Hz).
Cuando la frecuencia aumenta, también lo hacen las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault. El efecto es que el núcleo acepta menos densidad de flujo magnético y se satura rápidamente, aumentando su temperatura y perdiendo rendimiento.
Los diodos rectificadores comunes utilizados para rectificar potencia (de 1 A a ~ 300 A) tienen una frecuencia máxima de funcionamiento del orden de 1 kHz. Cuando se supera este nivel, la respuesta del diodo se vuelve crítica (tiempo de recuperación inversa), lo que reduce drásticamente su salida debido a la conmutación.
El filtro de salida puede ser capacitivo o inductivo-capacitivo. En cualquier caso, la frecuencia de corte es bastante baja, por lo que el aumento de la frecuencia de entrada implica que la salida se verá muy atenuada por el filtrado.
En el caso que la frecuencia de operación sea menor, el componente crítico del sistema rectificador es el transformador el cual se satura rápidamente.