Mejora de un circuito rectificador de media onda existente en un generador

Antecedentes: Acabo de actualizar mi viejo generador portátil Generac reemplazando el rectificador que se había estropeado. Aquí está el esquema . El rectificador de estilo antiguo que utilizó esta unidad ya no se fabrica ni está disponible. Lo reemplacé con un Fairchild GBPC3510 como el mejor reemplazo que pude determinar. Ahora estoy nuevamente en el negocio con 120 VCA a través de mis dos puntos de venta. ¡Hurra! El generador también tiene un circuito de "carga de batería" que ofrece "12 V CC, 10 amperios".

El desafío: Me gustaría revisar el circuito de carga de la batería y ver si se puede mejorar. Específicamente: ¿Agregar un capacitor como se muestra en este circuito de media onda ofrecería algún beneficio junto con el rectificador existente que se describe a continuación? Si es así, ¿cuál es el beneficio? Si es así, ¿qué capacitancia necesitaría? (¿Cómo calcularía esto?)

Actualmente, es un circuito rectificado de media onda muy básico sin condensador. El 'diodo' es un "Rectificador de silicio de corriente media" Motorola 1N3492R 8550W (versión de polaridad invertida con cátodo a terminal, ánodo a caja). El ánodo se conecta directamente al poste del terminal negativo de la batería, que también es la tierra común del chasis.
El comportamiento del circuito es, sin carga: 16,3 VCA provenientes de los devanados del generador (55, 66 en el esquema) mostrando 7,1 VCC en los terminales de la batería. Cuando se coloca una carga de CC, el voltaje de CC aumentará. Mide 10,8 voltios con un pequeño ventilador de 12 voltios (para colchones de aire) y hasta 12,5 voltios con un compresor de aire de alta presión.

Este es un generador más antiguo, por lo que no hay información técnica o soporte disponible de la compañía más allá del esquema ya adjunto.

Su batería almacena la electricidad y toma el lugar de cualquier capacitor que agregaría. Nada ganado.

Respuestas (1)

Agregar el capacitor suaviza el voltaje de CA rectificado y no tener uno probablemente explica que mida diferentes voltajes cuando aplicó diferentes cargas. Media onda pura, ya que una forma de onda se ve así: -

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Si agrega un capacitor, la forma de onda roja se transforma en la forma de onda azul para cargas normales. Este es el primer beneficio que obtiene: el voltaje de CC permanece en gran medida en el valor máximo de la forma de onda de CA y, por lo tanto, es más predecible cuando lo mide con su medidor.

Cuando conectó motores de CC, esto tiene un efecto similar en el sentido de que entre pulsos de media onda, la fuerza contraelectromotriz del motor "en funcionamiento libre" mantiene el voltaje de CC y evita que caiga a cero (como en la forma de onda roja).

El voltaje que midió fue de 7,1 V sin carga y esto corresponde en gran medida a lo que produce un rectificador de media onda. matemáticamente es V A C pag mi a k Π = 16.3 × 2 Π = 7,34 V.

Una mejor opción es usar un puente rectificador completo, ya que llena los espacios en el ciclo negativo de la forma de onda de CA: -

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Esto tiene un mejor voltaje de CC promedio sin un condensador del doble de lo que da el circuito de media onda, es decir, alrededor de 14,7 V. Además, el capacitor de suavizado puede ser más pequeño (cuando se usa uno) porque se carga hasta el voltaje máximo con el doble de frecuencia.

Hay un montón de otras cosas en las que podría entrar, pero este documento de wiki dice la mayoría de ellas y cubre los conceptos básicos anteriores.

Pero debe tener en cuenta que agregar el capacitor hace que la forma de onda actual a través del devanado del generador se distorsione mucho. Esto puede causar otros problemas y puede resultar en una menor potencia total disponible. Para aplicaciones como cargar baterías y hacer funcionar motores, la salida sin filtrar está bien.
@DaveTweed muy cierto de hecho