Guia de Diseno de Circuitos: Rectificador de Puente y Filtro de Condensador
El rectificador de puente con filtro de condensador es el circuito de conversion AC-DC mas utilizado en electronica. Esta dentro de cada fuente de alimentacion lineal, cargador de bateria y controlador LED.
Como Funciona el Circuito
Un rectificador de puente convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante utilizando cuatro diodos en configuracion de puente.
Sin un condensador de filtro, la salida es una serie de pulsos de media onda sinusoidal al doble de la frecuencia de entrada. El condensador suaviza esto cargandose al voltaje pico durante el intervalo de conduccion y descargandose en la carga entre picos.
Ecuaciones de Diseno Principales
Voltaje de Salida DC
Vdc(sin carga) = Vpeak = Vrms × 1.414
Vdc(con carga) ≈ Vpeak × 0.9 a 1.2
Voltaje de Rizado
Vripple(pico a pico) = Iload / (f × C)
Corriente RMS del Transformador
Irms(secundario) ≈ Iload × 1.6 a 1.8
Seleccion de Condensadores
Capacitancia
C(min) = Iload / (f × Vripple(permitido))
Clasificacion de Voltaje
Vrating ≥ Vpeak × 1.3
Seleccion de Tipo de Condensador
| Aplicacion | Tipo Recomendado | Por Que |
|---|---|---|
| Filtrado de frecuencia de red | Electrolitico de aluminio | Alta capacidad por volumen |
| Rizado de alta frecuencia | MLCC (X7R/X5R) | Bajo ESR |
| Filtrado mixto | Electrolitico + MLCC en paralelo | Electrolitico para carga, MLCC para alta frecuencia |
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Seleccion de Diodos
Voltaje Inverso de Pico (PIV)
PIV ≥ Vpeak × 1.5
Corriente de Arranque
Isurge = Vpeak / (resistencia del transformador + ESR del condensador)
Consejos Practicos de Diseno
- Mantenga el condensador cerca del rectificador.
- Use una resistencia de purga a traves del condensador.
- Desclasifique los condensadores electroliticos para temperatura.
- Agregue un pequeno MLCC en paralelo con el electrolitico.
- Para el primer prototipo, mida.
Errores Comunes de Diseno
- Dimensionar el condensador solo por capacitancia, ignorando ESR
- Olvidar la corriente de arranque
- Usar el tipo de condensador incorrecto
- Ignorar la regulacion del transformador
Ejemplo de Diseno Completo: Fuente Lineal 12V 1A
| Parametro | Valor |
|---|---|
| Transformador | 12Vrms, secundario 2A |
| Rectificador | 4× 1N4002 (100V PIV) |
| Condensador de filtro | 10,000uF / 25V electrolitico de aluminio |
| Condensador de derivacion HF | 0.1uF X7R MLCC (25V+) en paralelo |
| Rizado (calculado) | ~0.83Vpp a carga de 1A |
| Resistencia de purga | 220kohm / 0.5W |
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