Publicado : 29/01/2021 ¿Qué es un puente rectificador de diodos? Estructura y funcionamiento - Categorías : Teoría Productos relacionados Puente Rectificador KBL10 4A/1000V Esta estructura hecha con 4 diodos rectifica, como su nombre indica, la corriente alterna en corriente continua. El puente rectificador es básicamente un circuito que se usa cuando se necesita convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (DC). Esta estructura también se conoce como puente de diodos, y cómo circuito o puente de Graetz, el físico que lo popularizó. El inventor fue sin embargo Karol Franciszek Pollak. Este puente viene habitualmente como un dispositivo eléctrico más, el cual ampliamente utilizado en niveles de todo todos los ámbitos, tanto industriales como domésticos. Referencia T0036 Los hay de muchos tipos, clasificándose por su encapsulado y especificaciones técnicas, como puedes observar en nuestro catálogo haciendo clic aquí. Este popular circuito se usa en cargadores de móvil, televisores, ordenadores y en definitiva, todo aquel dispositivo que funcione con corriente continua, debido a su electrónica, y que se conecte a le red eléctrica de corriente alterna. Por lo tanto, las fuentes de tensión continúa, necesitan rectificar su señal. Funcionamiento Cómo hemos dicho, está formado principalmente por cuatro diodos rectificadores, conectados de una forma específica. En cuanto a estos dispositivos, cómo se explica en el artículo de diodos (¿Para qué sirven y cómo funcionan los diodos? - guía introducción a los diodos ), se usan en polarización directa y se utilizan en la conversión de corriente alterna en corriente continua. Antes de saber cómo funcionan los 4 en conjunto, es necesario saber cómo funciona un diodo por si sólo. Puedes leer más información en dicho artículo pero, en resumidas cuentas, funciona como un interruptor que deja pasar la corriente cuando en polarización directa se supera su tensión de codo (0,7V). Y, en polarización inversa, este resulta como un interruptor abierto, no conduce. Normalmente la señal a rectificar es, como hemos dicho, la tensión de red alterna de 230V. Esta es una tensión analógica en forma de sinusoide. Para saber más sobre señal analógica y digital, puedes leer nuestro artículo: Fundamentos de la señal analógica vs. la digital Este señal, como se puede ver, tiene un semiciclo positivo (+) y luego un semiciclio negativo (-) en cada periodo (T). Al introducir esta señal alterna en un diodo polarizado directamente, de ánodo a cátodo dejaría pasar los semicliclos positivos. Mientras que los negativos no consuciría corriente alguna. Funcionamiento puente rectificador En cuanto a el funcionamiento en el circuito del puente de Graetz, el funcionamiento de los diodos es el mismo, solo que la forma en la que están conectados aprovecha los dos semiciclos, el positivo y el negativo, para que esta señal sinusoidal se vuelva los más plana posible, ya que la ideal sería una tensión continúa del valor Vref. Es por ello, que este puente rectificador se le llama rectificador de onda completa o doble onda, porque rectifica ambos semiciclos. Los hay por tanto también de media onda, los cuales necesitan de un solo diodo, el cual solo rectifica los semiciclos positivos. En el esquema siguiente podemos ver el diseño simple de un rectificador de onda completa con el puente de Graetz, de una fuente de tensión, que transforma la corriente de 220V alterna en corriente continua de 15V. Podemos ver como los 4 diodos están conectados de forma que salen 4 cables hacia las diversas partes, dos al bobinado secundario del transformador (2 y 3) y dos a la carga RL (1) y a masa (3). El bobinado secundario del transformador (el pequeño de el esquema de abajo) va cambiando su polaridad como lo hace la red eléctrica. En la siguiente imagen vemos 2 periodos (T) donde la flecha roja nos indica el sentido de la corriente. Los diodos que están conduciendo en cada semiciclo son los que cambian a morado. Por tanto, en el primer semiciclo semiciclo están polarizados directamente y conducen los diodos D1 y D3. La gráfica inferior muestra la tensión donde indica la flecha, por eso el primer semiciclo es negativo y sin embargo, en el bobinado va de + a -. Por lo tanto, los otros dos diodos están en polarización inversa y no dejan pasar la corriente en ese sentido. La corriente entonces continúa a través de la carga (Load), después pasa por el diodo D3 y cierra el circuito con el transformador. En el segundo semiciclo, conducen los otros dos diodos (D2 y D4). La corriente sale del + del transformador, pasa por el diodo D2, luego atraviesa la carga, pasa por el diodo D4 y cierra el circuito en el – del transformador. Cómo podemos ver en la gráfica superior, hemos conseguido que la tensión esté toda en los semiciclos superiores, la parte positiva. Por tanto, solo tendremos tensión que vaya de 0V hasta los 15V pero seguirá siendo analógica y no estará completamente rectificada. Esto es un efecto llamado rizado, el cual se deberá suavizar mediante un filtro basado en un condensador electrolítico el cual produce en el momento de bajada de voltaje una realimentación, eliminando en gran parte este efecto. Como explicamos en el artículo de condensadores, estos filtran la señal alterna. Como máximo es recomendable un rizado de 100mV pico a pico, por lo que se puede calcular con la siguiente fórmula, el valor del condensador necesario o la tensión pico a pico resultante con nuestro condensador: Donde: Vr es el voltaje de rizado de pico a pico. I es la corriente de carga pulsante en amperios. fr es la frecuencia de ondulación (La frecuencia de ondulación es igual a f en un rectificador de media onda e igual a 2f en un rectificador de onda completa). C es la capacitancia en Faradios. A pesar del condensador, a veces aún se requiere un mejor filtrado para que sea totalmente continua. Para ello se suele utilizar un regulador de tensión o voltaje consiguiendo una onda aceptable para su uso: Esquema completo de un rectificador de onda completa Para saber más sobre el filtrado puedes consultar nuestros artículos de filtros LC y RC, donde se puede ver como funcionan y su uso en aplicaciones, como esta entre otras. Consúltalos aquí: Todo lo que necesitas saber sobre Filtros LC Todo lo que necesitas saber sobre Filtros RC Conclusión El puente rectificador es un elemento fundamental en nuestro día a día, ya que lo incorporan muchos de los dispositivos electrónicos que usamos habitualmente. Además, su funcionamiento nos ayuda a entender algo mejor también como funciona la electricidad, tanto la corriente alterna como la continua. Si estás interesado y dispones de los materiales, puedes practicar a hacer tu propio puente rectificador con 4 diodos sobre una Protoboard para mayor comodidad, un transformador adecuado y un condensador, cuyo valor puedes calcular con la fórmula anteriormente dicha. Después, mediante el osciloscopio puedes observar cómo varía las señales de salida del puente y después del filtro, respecto a la de entrada. Probar cambiando el condensador, e incluso aplicando un regulador. Como ves, es sencillo fabricar tu propia fuente de tensión continua, una vez entiendes la teoría de este puente de diodos. Fuentes https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_rectificador https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electronica/componentes-electronicos/diodo/puente-de-diodos/ https://uelectronics.com/para-que-sirve-un-puente-rectificador/ https://curiosoando.com/que-es-un-puente-rectificador-de-diodos