Suavizar el voltaje de un rectificador de onda completa

Estaba leyendo sobre rectificadores de onda completa y encontré los esquemas debajo de los cuales el capacitor C puede suavizar su voltaje, pero no entendí un caso:

Sabemos que cuando el voltaje del rectificador comienza a caer desde su punto máximo, la tapa C comienza a enviar su carga a la carga. ¿ Adónde va la corriente descendente procedente de los rectificadores FW? (La corriente de pico a cero y la que sube de cero al punto en que se empieza a cargar el casquete en el diagrama) ¿Está bloqueado, por diodo o capacitor? ¿Por qué?

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Está bloqueado por los diodos porque están polarizados inversamente por el voltaje en el capacitor.
Es bueno ver a un entusiasta tratando de enseñarse a sí mismo y aprender :-) Piense en el capacitor como una batería recargable de corta duración. Y recuerda que el diodo solo conduce corriente cuando el voltaje en su ánodo (terminal A) es mayor que el voltaje en su cátodo (terminal K). Luego, anote los voltajes en su circuito en diferentes momentos en el diagrama de tiempo de forma de onda de salida resultante.
@ TonyM Gracias, "recuerde que el diodo solo conduce corriente cuando el voltaje en su ánodo (terminal A) es más alto que el voltaje en su cátodo (terminal K)" está bien, pero ¿por qué?
@Finbarr Gracias. ¿Quiere decir que una tapa cargada puede enviar su voltaje a un diodo mientras el diodo conduce en una dirección opuesta? Si sucede, entonces una corriente con suma algebraica del valor de estas dos corrientes, se mueve para cargar. ¿bien?
No estás entendiendo la corriente. La corriente de carga es lo que toma la resistencia de carga a cualquier voltaje disponible en la parte superior del capacitor. La corriente a través de los diodos es diferente y alcanza su punto máximo cuando comienza el ciclo de carga del capacitor.
@AbbasMolaei Eso es lo que hace un diodo. Ese es todo el propósito de un diodo. Si los diodos no hicieran eso, no tendría sentido usarlos.
@AbbasMolaei Un diodo es básicamente una unión NP. Lo que hacen es permitir el flujo de corriente en una sola dirección (cuando el ánodo V> cátodo V). La excepción es cuando el diodo se rompe , es decir, cuando el voltaje inverso (diferencia) es demasiado grande y conduce de todos modos. FYI: un diodo Zener está especialmente construido para tener un voltaje de ruptura constante y bien conocido, y para sobrevivir a múltiples fallas; a veces se utilizan para la protección contra sobretensiones. No a menudo, ya que son mucho más caros que los MOV, pero son más rápidos.
@Jeffiekins. Gracias. Si esta fórmula (ánodo V > cátodo V) para pasar una corriente es correcta, entonces para cada corriente de voltaje descendente, un diodo debe bloquear esa corriente, pero sabemos que está mal. ¿Podría por favor aclararlo?

Respuestas (2)

Los diodos solo conducen brevemente, cuando el voltaje de la fuente es mayor que el voltaje del capacitor (en dos caídas de diodo), como se muestra a continuación:

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Cuando la magnitud del voltaje de la fuente es menor que el voltaje del capacitor (más dos caídas de diodo), los diodos bloquean el flujo de corriente, por lo que la corriente solo fluye en la dirección deseada.

Durante los pulsos breves (cerca de cada pico del voltaje de entrada), los diodos conducen la corriente a la carga y conducen suficiente energía al capacitor para alimentar la carga durante todo el resto del medio ciclo.

Puede predecir la corriente observando la tasa de cambio de voltaje y el valor del capacitor (más cualquier resistencia que el capacitor y la fuente puedan tener si no son ideales).

Si el voltaje en la tapa es más alto que el de la fuente, los diodos no permiten que la corriente fluya desde la fuente. Es como una válvula unidireccional. Si los diodos son conductores, exactamente dos deben conducir en un momento dado: un par para entrada positiva y otro para entrada negativa. Ya sea D1 y D2 o D3 y D4, y se turnan.
@ Spehro Pefhany ¿Este "bloqueo" es por la propia característica del diodo o por la "existencia" de un voltaje más alto aquí? (no importa que este "voltaje más alto" sea producido por un condensador o cualquier otra cosa, por ejemplo, puede suponer que hay algo que produce este "voltaje más alto")
Los diodos conducen significativamente solo cuando el voltaje es un poco más alto en un lado (el ánodo) que en el otro (el cátodo), como una válvula de agua unidireccional (anti-reflujo).
@ Spehro Pefhany. Gracias. Si esto es cierto y quitamos la tapa, nuevamente dos diodos no deberían dejar pasar la corriente de voltaje descendente en cada ciclo, pero sabemos que eso está mal. ¿Cuál es el problema?
Sin la tapa, el voltaje de salida cae a medida que cae el voltaje de entrada, por lo que el voltaje a través de los diodos es diferente, y conducen durante mucho más tiempo. Puede que le resulte más fácil analizar un rectificador de media onda de un solo diodo para empezar, la falta de una conexión a tierra en la entrada puede causar cierta confusión.

En un circuito rectificador, los diodos SÓLO conducen cuando el voltaje de entrada es más alto que el voltaje del capacitor en una cantidad igual a la caída de voltaje directo de los diodos. Para un rectificador de onda completa que tiene dos caídas de diodo por encima del voltaje del capacitor.

Como tal, los diodos se encienden y apagan en cada ciclo de la forma de onda no suavizada, y solo conducen en los picos. Durante el resto del ciclo solo pasa corriente de fuga a través de la fuente.

Sin embargo, lo anterior es el caso ideal. En un circuito de transformador real, la inductancia del transformador hace que la corriente fluya desde el transformador un poco más de lo ideal.

ADICIÓN: Ya que preguntaste por las corrientes.

Usando este circuito...

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Puede ver que el voltaje en el capacitor carga hasta dos caídas de voltaje de diodo por debajo del nivel de CA cada medio ciclo.

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La corriente tomada de la fuente aumenta durante esos tiempos de carga y es cero para la parte restante del ciclo cuando los diodos están apagados.

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La corriente a través de la carga simplemente sigue el voltaje en el capacitor como lo define la Ley de Ohm, I R = V C / R 1

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Sin embargo, la corriente que baja a través del capacitor aumenta mientras se está cargando y se vuelve negativa mientras el capacitor alimenta la carga.

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Como tal, durante la fase de carga, la corriente de carga se suministra en su totalidad a través de los diodos. La corriente del diodo es, por lo tanto, la corriente de carga MÁS la corriente de carga durante la fase de carga.

De nuevo, en realidad, la inductancia del transformador provoca algún retraso y reducción en los tiempos de subida y bajada de corriente.

@Trevor_G.Gracias. ¿Por qué la tapa evita que la corriente provenga de los diodos? ¿Es posible que dos diodos y la tapa envíen su corriente simultáneamente a la carga y podamos obtener una corriente en la carga que sea igual a "2 diodos de corriente + corriente de tapa"?
@AbbasMolaei, el voltaje en las tapas solo puede caer tan rápido como la carga puede bajarlo. Como tal, el voltaje en la tapa se mantiene más alto que en el otro lado del diodo, manteniendo el diodo apagado. Suponiendo, es decir, que la carga no tiene una resistencia demasiado baja. Y sí, mientras que en el pico, la carga toma la corriente a través de los diodos mientras la tapa se está cargando.
@AbbasMolaei ver respuesta actualizada.
@ Trevor_G Estoy muy agradecido por sus esfuerzos para enseñarme. Mi propósito de esta pregunta es: ¿este "bloqueo" del diodo proviene de la característica del diodo en sí o no, solo debido a "la existencia" de este "voltaje más alto" "externo"? Quiero decir, si hay una fuente de voltaje con un voltaje de forma de onda exacto o si hay ALGO MÁS en lugar del capacitor con este "voltaje más alto", entonces el resultado sería el mismo y ese "voltaje más alto" puede moverse para cargar o no?
@AbbasMolaei sí, se debe a la naturaleza de los diodos .
@ Trevor_G. Estoy muy interesado en aprender sobre esto si usted o alguien quiere explicarlo. Por cierto, gracias.
@AbbasMolaei, haga clic en el enlace, google diodes, hay un montón de información en línea
Lo siento amigo, lo explicaste muy bien. Estoy confundido con este problema: un diodo solo conduce cuando el voltaje de entrada (voltaje del ánodo) debe ser mayor que el voltaje de salida (voltaje del cátodo). Suponga que la corriente del primer medio ciclo su voltaje está aumentando. en esta condición, siempre el voltaje del ánodo (entrada) es menor que el voltaje del cátodo (salida), por lo tanto, de acuerdo con su regla, es posible. Pero sabemos que es posible. ¿Cuál es el problema aquí? Estoy agradecido por su paciencia.
@AbbasMolaei No entiendo lo que me estás preguntando aquí...
Suavizar el voltaje de un rectificador de onda completa
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