1. Lección 3.
Rectificadores no controlados
3.1 Introducción.
3.2 Rectificadores monofásicos de media onda.
3.3 Rectificadores monofásicos de doble onda.
3.4 Rectificadores trifásicos de media onda.
3.5 Rectificadores trifásicos de doble onda.
1
1

2. 3.1 Introducción
La energía se distribuye en forma de tensión alterna.
Sin embargo, los equipos electrónicos generalmente funcionan con
una tensión continua.
Red Convertidor Equipo
eléctrica CA/CC electrónico
(Rectificador)
Convertidor
Red Convertidor Equipo
CA/CC
eléctrica CC/CC electrónico
(Rectificador)
2
2

3. Clasificación de los convertidores CA/CC
• Monofásicos
No Controlados
• Trifásicos
• Monofásicos
Controlados
• Trifásicos
No controlados: la tensión de salida depende de la carga.
Controlados: es posible regular la tensión de salida.
3
3

4. 3.2 Rectificadores monofásicos de media onda
vS
vd Vm
+ -
π ωt
i + 2π
vS R vo vo
-
π 2π ωt
i
vS = Vmsen(ωt)
π 2π ωt
vd
π ωt
2π
-Vm
4
4

5. Parámetros característicos
π
1 V
2π ∫
Valores medios: Vmed = Vo = Vmsen (ωt) dt = m
0
π
Vo Vm
Imed = =
R πR
2
Vmed V2
PCC = = 2m
R πR
π
1 V
Valores eficaces: Vef = Vrms =
2π ∫
[ Vmsen (ωt)] 2dt = 2m
0
Vrms Vm
Ief = Irms = =
R 2R
2 2
Vef Vm
P= =
R 4R
5
5

6. Parámetros característicos
Vrms
Factor de forma: FF = =1,57
Vmed
Factor de rizado: RF = FF2 - 1 = 1,21
Pcc
Eficiencia: η= = 40,5%
Pca
6
6

7. Filtro por condensador
Vm vo
∆Vo
id vS (Rizado)
iC ωt
iR +
vS
C R vo
-
id
0,5-1 ms
7
7

8. Carga R-L
vS
Vm
i
vd i ωt
+ - π β 2π
+ + vo
R vR
-
vS vo ωt
+
L vL vL
-
-
ωt
vd
vS = Ri(t) + L(di/dt)
ωt
-Vm D conduce
D no conduce 8
Vm
i(ωt) = [sen(ωt - θ ) + sen(θ )e-t τ ]
Z
8

9. Diodo de libre circulación
D1 iD1 io vo
io
iD2 + +
vR
vS - ωt
D2 vo π 2π
+
- vL iD1
-
vS > 0 vS < 0
+
iD2
io
+ io
vS
vo vo=0
- -
D1 conduce D2 conduce
9
9

10. Carga R - generador
vS
D R i Vm
+ ωt
vS π 2π
E
vS - E
-
ωt
α β
D conduce cuando vs > E: Vm-E
i
E Vm-E/R
-1
α = sen
Vm ωt
α βπ 2π
10
10

11. 3.3 Rectificador monofásico de doble onda
vS
Vm
i
ωt
π 2π
D1 D3 vo
+ Vm
vS R vo
ωt
- vD
D4 D2
ωt
-Vm
vD3,vD4 vD1,vD2
11
11

12. Parámetros característicos
π
1 2V
Valor medio: Vmed = Vo =
π0∫ Vmsen (ωt) dt = πm
Vo 2Vm
Io = =
R πR
Vm
Valor eficaz: Vrms =
2
Vrms
Factor de forma FF = = 1,11 RF = FF2 - 1 = 0,48
Vmed
y de rizado:
Pcc
Eficiencia: η= = 81%
Pca
12
12

13. Rectificador en puente con carga R-L
vo, io vo
io io
iS
+
R iD1, iD2
D1 D3
vo
vS iD3, iD4
L
D4 D2 -
vS
iS
13
13

14. Rectificador en puente con carga R-L
io
vo
iS +
D1 D3 R
iD1,iD2
vS vo
L vo
D4 D2 -
iD3,iD4
vS
Para ωL >> R:
iS
V 2Vm
i(t) Io = o =
R πR
Irms ≈ Io
14
14

15. Carga RL - generador
vo
io io
iS +
R (a) Conducción continua
D1 D3
vS L vo vo
D4 D2 E
-
io
(b) Conducción discontinua
15
2Vm
V0 - E -E
I0 = = π
R R
15

16. Filtro de salida por condensador
D1 D3 +
vS(t)= C R vo
Vmsen(ωt)
-
D4 D2
vo
Vm ∆Vo
Menor rizado
Menor tensión de pico
de salida
ωt
16
16

17. Doblador de tensión
D1 D3 C1 +
vS(t)=
R vo
Vmsen(ωt)
-
D4 D2 C2
Interruptor abierto: vo ≈ Vm
Interruptor cerrado:
vS > 0, C1 se carga hasta Vm a través de D1
vo ≈ 2Vm
vS < 0, C2 se carga hasta Vm a través de D4
17
17

18. 3.4 Rectificadores trifásicos de media onda
VR vD1
VS D1
D2 +
VT
vo
D3 -
vR vS vT
Vm
v R (t) = Vm sen ωt
Vm
2 ωt vS (t) = Vmsen (ωt -120o )
π 5π 3π 13π
6 6 2 6 v T (t) = Vm sen (ωt +120o )
¿Qué diodo conduce en cada instante?
18
18

19. Formas de onda características
Conduce el diodo que tenga una tensión de ánodo mayor
T
T/3
vo
π 5π 3π
t
3π
6 6 2 6
vRS vRT Tensión inversa de pico
vD1 = vR - vo
D1 D2 D3
19
19

20. Parámetros característicos
5π
6
1 3 3
Valor medio: Vmed =
2π / 3 ∫ V sen (ωt) dωt =
π
p
2π
Vp = 0,827Vp
6
5π
3
6
⎛ 3 ⎛π 1 2π ⎞⎞
⎟⎟
∫ (Vpsen(ωt)) d(ωt) = ⎜ 2π ⎜ 3 + 2 sen 3 ⎟⎠ = 0,84Vp
⎜ ⎜
2
Valor eficaz: Vrms =
⎟⎟
2π π ⎜ ⎜
⎝ ⎝ ⎠⎟
6
Vrms
Factor de forma: FF = = 1,0165
Vmed
Factor de rizado: RF = FF2 - 1 = 0,18
20
20

21. 3.5 Rectificadores trifásicos de doble onda
Seis diodos
Mayor tensión de salida
Menor rizado de la tensión de salida
Transformador -
v D1 D1 D2 D3
R +
+
v RS v RT
N vo
S
v ST -
T
D4 D5 D6
¿Qué diodos conducen en cada instante?
21
21

22. Corrientes y tensiones en los diodos
Diodos D1 D1 D2 D2 D3 D3
activados D5 D6 D6 D4 D4 D5
v RS v RT v ST
v
T v
RS
v
TR
v
R
ωt
v v
S ST
v D1
v RS (t) = 3Vm sen (ωt + 30) 3V
⋅
vo
P
vST (t) = 3Vmsen (ωt -90o ) ωt
iD1
vRT (t) = 3Vm sen (ωt - 30o )
π π 7π ωt
5π 3π 11π 13π
6 2 2
22
6 6 6 6
22