función de transferencia de un rectificador de diodo de puente completo

Me gustaría encontrar la función de transferencia de dominio s de un rectificador de diodo de puente completo con filtro de salida capacitivo. Sorprendentemente, no parece haber mucha literatura sobre esto.

Analíticamente, no estoy seguro de cómo se abordaría este problema, pero imagino que el método más simple sería utilizar la simulación para obtener la respuesta de frecuencia.

Entonces, traté de hacer esto usando el software PSIM, pero no obtuve muy buenos resultados. En realidad, no estoy seguro de qué esperar de la gráfica de magnitud, pero creo que habrá un cambio de fase de 90 grados del capacitor.

¿Alguien aquí sabe de algún análisis con respecto a esto? ¿O si alguien tiene una simulación de trabajo? Aquí está mi esquema, pero no estoy muy seguro de dónde me he equivocado.

esquemático

gracias

Respuestas (2)

La función de transferencia tiene sentido solo para sistemas lineales (en resumen, sistemas para los cuales F ( a + b ) = F ( a ) + F ( b ) y a F ( X ) = F ( a X ) ). El tuyo no es un sistema lineal, porque contiene elementos no lineales (los diodos, debido a la relación exponencial entre voltaje y corriente).

Puede linealizar el modelo en la vecindad de cierto punto (donde f y df/dx son continuos). Para un sistema linealizado localmente, puede encontrar su función de transferencia (pero, en su ejemplo, no creo que sea muy útil).

Digo que df/dx tiene que ser continuo, porque no puedes linealizar tu sistema de puente de diodos alrededor del punto donde la función que lo modela (que es f(x)=|x|) es cero (porque no hay derivada allí) .

Si simula sistemas no lineales (como el suyo), sus resultados (por ejemplo, respuesta de frecuencia, atenuación, etc.) dependerán de la amplitud de las excitaciones, y esos resultados, la mayoría de las veces, serán de poca utilidad.

Actualizado : solo otra vista intuitiva de esto. Un sistema lineal nunca puede "crear nuevas frecuencias". El espectro de salida de un sistema lineal es igual al espectro de entrada multiplicado por alguna curva de respuesta de frecuencia. Puede atenuar, amplificar e incluso eliminar los componentes de frecuencia presentes en la entrada, pero nunca puede hacer que aparezcan nuevos componentes de frecuencia de la nada. Si, en alguna frecuencia, la entrada no tiene contenidos espectrales, es seguro que la salida tampoco los tendrá.

Ahora piense en su puente completo (ignore el capacitor). La salida es el valor absoluto de la entrada. Si aplicas sin(2·pi· F 0 ·t), obtienes |sin(2·pi· F 0 ·t)|. La entrada es un tono puro, de frecuencia F 0 . Todo el contenido espectral de la entrada es un delta (una sola línea) en f= F 0 . Sin embargo, la salida tiene contenidos espectrales fuera de F 0 . ¿Por qué? Porque |sin(2·pi· F 0 ·t)| contiene bordes afilados (en los puntos donde el argumento de la función de valor absoluto cambia de signo). Esos bordes afilados significan contenidos espectrales en (en teoría) frecuencias infinitas (múltiplo de F 0 ). Entonces:

Espectro de entrada: F 0 .
Espectro de salida: F 0 , 2· F 0 , 3· F 0 , 4· F 0 ...

Ese sistema ha creado nuevas frecuencias de la nada. No puede ser lineal. No existe una función de transferencia que pueda hacer aparecer un (por ejemplo) "3· F 0 " a partir de un cero, en esa frecuencia, en la entrada. No hay un número finito que, multiplicado por 0, te dé por ejemplo un 5.

Veo otra razón (Telaclavo tiene razón) porque no hay literatura sobre la función de transferencia de los rectificadores: no están hechos para manipular señales .

Un rectificador está diseñado para funcionar con una señal de CA, luego sinusoidal, a una frecuencia dada, y para dar una señal de salida aproximadamente continua. Además, su comportamiento depende en gran medida de la cantidad de corriente requerida por la carga. Así que no tiene sentido analizarlo en un espectro más amplio, en la mayoría de los casos.

Como nota al margen: la fase nunca será de 90 grados, siempre que haya alguna carga activa (y en su diseño haya una resistencia): para ser así, necesita una reactancia infinita o ninguna resistencia, de lo contrario su fase solo acercarse asintóticamente a 90 grados.