Rectificador con cable-filtro
Diseño de un rectificador de puente con filtro de condensador para la conversión de CA a DC
Tareas:
Diseño del circuito que se da a continuación:
- Simule el circuito con idealidades y no idealidades.
- Mida el factor de potencia y compare los factores de potencia para ambos casos.
Presupuesto:
- Potencia de salida promedio = 100W
- Voltaje de entrada = 20V rms @50Hz
Trabajando en el diseño
Valores de componentes de MATLAB/Octave:
Los valores de los componentes se calculan de acuerdo con la especificación de la simulación del programa, haga clic aquí
Simulación del circuito:
El circuito se puede simular con Spice, aquí utilicé GEDA para construir la lista de red Cirucuit y luego simularlo con el estímulo diseñado por mí. También utilicé el modelo del diodo que se incluye en el archivo NetList.
- Geda Schematic (.sch) Haga clic aquí
- Spice NetList del circuito (.NET) Haga clic aquí
- Análisis de simulación (.cir) Haga clic aquí
- Modelo de diodo (.mod) Haga clic aquí
Resultados finales de diseño y simulación
Especificaciones para el rectificador
- Potencia de salida, w = 10.00
- Voltaje de entrada, voltios = 20.00
- Tolerancia de voltaje de entrada, porcentaje = 20.00
- Peak a pico de salida de salida, porcentaje = 10.00
- Frecuencia de suministro, Hz = 50.00
Selección de condensadores
- Valor del condensador, UF = 390.56
- El voltaje debe ser>, V = 28.94
- Valor RMS de la corriente, a = 0.98
Selección de diodos
- PIV, V = 33.94
- Avg. corriente, a = 0.35
- Valor RMS de la corriente, a = 0.89
Esquema de circuito sin no idealidades:
Forma de onda de entrada y salida:
Forma de onda de voltaje WRT de corriente de entrada:
Esquema de circuito con no idealidades:
Las no idealidades consideradas son las siguientes:
- Se considera ESR (resistencia en serie efectiva) del condensador.
- Se considera el efecto inductivo de la carga. (Diga 10mh)
Corriente de entrada y forma de onda de voltaje:
Cálculos del factor de potencia:
Dónde,
- V M : voltaje máximo
- I M : Corriente de pico
- V: voltaje instantáneo
- I: corriente instantánea
La potencia de referencia es la potencia disipada a través de una carga resistiva pura con el valor de voltaje y la corriente máxima para ser V M e I M respectivamente.
Factor de potencia sin no idealidades:
Según los datos,
- V M = 20 V
- I m = 5.2 a
- V RMS = 16 V
- I rms = 0.64 a
- Potencia real = 10 vatios (base de diseño)
- Potencia de referencia = 52 W
- Factor de potencia = 0.192 (líder)
Factor de potencia con no idealidades:
Según los datos,
- V M = 20 V
- I m = 4.8 a
- V rms = 15.5 V
- I rms = 0.645 a
- Potencia real = 10 vatios (base de diseño)
- Potencia de referencia = 48 W
- Factor de potencia = 0.208 (líder)
