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PCB rectificador

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PCB rectificador: la guía definitiva de preguntas frecuentes

Rectifier-PCB-The-Ultimate-FAQ-Guide

Si tiene alguna pregunta sobre PCB rectificador, encontrará la respuesta aquí.

Desde el diseño, las características, las especificaciones hasta el tipo de material, encontrará toda la información que busca en esta guía.

Entonces, sigue leyendo para aprender más.

¿Qué es PCB rectificador?

Una placa de circuito impreso rectificador ayuda en la conversión de CA a CC.

La PCB rectificadora es la placa de circuito más utilizada, ya que casi todos los dispositivos electrónicos funcionan con CC.

Este tipo de PCB forma parte de los componentes clave de la fuente de alimentación de un aparato electrónico.

La mayoría de los circuitos electrónicos necesitan un suministro de energía de CC rectificado para alimentar varios elementos básicos electrónicos desde el suministro de red de CA.

Circuito rectificador

Circuito rectificador

¿Cuáles son los principales tipos de PCB rectificadores disponibles?

Los PCB rectificadores son un componente fundamental de cualquier sistema de suministro de energía y es importante que conozca los diferentes tipos.

Según la aplicación, se utilizan varios tipos de placas de circuito rectificador según el sistema en el que lo esté utilizando.

Las dos categorías principales incluyen PCB rectificadores monofásicos y trifásicos que indican la cantidad de diodos aplicados en el circuito.

Luego están los PCB rectificadores de puente, onda completa y media onda, que impactan en los semiciclos creados.

Veamos cada tipo de PCB rectificador en detalle para ayudarlo a decidir cuál es el mejor para su aplicación:

PCB rectificador

PCB rectificador

PCB rectificador monofásico

La placa de circuito rectificador monofásico tiene una entrada de alimentación de CA monofásica.

Tiene un diseño excepcionalmente simple que necesita 1, 2 o 4 diodos, sujeto a la naturaleza de la aplicación.

Esto implica que esta categoría de placa de circuito impreso rectificadora suministra una cantidad de potencia mínima y tiene un factor de utilización del transformador (TUF) bajo.

Durante la conversión, la PCB rectificadora monofásica utiliza solo una fase de la bobina secundaria del transformador.

Además, los diodos están acoplados al devanado secundario del transformador. En consecuencia, esta configuración da como resultado un alto factor de ondulación.

PCB Rectificador Trifásico

La placa de circuito impreso del rectificador trifásico tiene una entrada de CA trifásica.

La estructura de esta PCB rectificadora requiere 3 o 6 diodos acoplados a cada fase del lazo secundario del transformador.

Se utilizan como sustituto de los PCB rectificadores monofásicos para minimizar el factor de ondulación.

Comparando los 2 tipos de placa de circuito rectificador, la PCB rectificadora trifásica es ideal para sistemas grandes, ya que suministra grandes cantidades de energía.

Además, no es necesario ningún filtro auxiliar para minimizar el factor de ondulación.

Por estas razones, las placas de circuito impreso de rectificador trifásico presentan un mayor factor de utilización y eficiencia del transformador.

PCB rectificadores de media onda

La placa de circuito impreso del rectificador de media onda transforma uno de los semiciclos de entrada de CA en una salida de CC oscilante.

En consecuencia, admite uno de los semiciclos de entrada de CA mientras apaga el otro semiciclo.

El medio ciclo puede ser negativo o positivo.

La placa de circuito rectificador de media onda es el tipo más simple de PCB rectificador, ya que emplea un solo diodo.

Esta PCB rectificadora tiene un alto factor de ondulación debido a la naturaleza pulsante de la salida de CC.

Por lo tanto, no son eficientes y normalmente requieren filtros para reducir el factor de ondulación.

Rectificador de media onda

Rectificador de media onda

PCB rectificador de onda completa

El PCB rectificador de onda completa transforma ambos semiciclos (negativo y positivo) de entrada de CA en salida de CC pulsante.

Esta categoría de PCB rectificador emplea un transformador con derivación central que se conecta al centro del devanado secundario del transformador.

El transformador divide la CA de entrada en 2 partes, negativa y positiva.

Debido a este hecho, las placas de circuito impreso rectificadoras de onda completa son más efectivas ya que ofrecen un factor de ondulación menor en contraste con el diseño de media onda.

Además, no hay desperdicio de señal porque permite ambos ciclos simultáneamente.

Rectificador de onda completa

Rectificador de onda completa

Puente rectificador PCB

El PCB del puente rectificador se aplica ampliamente en la fuente de alimentación para entregar voltaje de CC a los componentes del sistema.

Emplea 4 o más diodos junto con la resistencia de carga.

Los cuatro dues asumen un arreglo en serie, donde solo 2 diodos admiten corriente en cada medio ciclo. Se supone que funcionan en conjuntos.

Un conjunto de diodos admite corriente a través del semiciclo +ve mientras que el otro admite corriente durante el semiciclo -ve.

La introducción de la CA de entrada se realiza a través de los dos terminales.

Por otro lado, obtienes la salida de CC sobre el inductor de resistencia que está conectado en el medio de los 2 terminales restantes.

La placa de circuito impreso del rectificador de puente admite corriente en semiciclos -ve y +ve de entrada de CA. El transformador de derivación central, que podría ser excesivamente costoso, no es necesario en la disposición de su circuito.

PCB rectificador no controlado

El PCB rectificador no controlado se refiere a cuando usa solo diodos en el circuito.

Por lo general, los diodos no están controlados y permiten la variación de potencia según los requisitos de carga.

Todas las clases de placas de circuito impreso rectificador que hemos detallado hasta ahora están en este grupo.

Por lo general, encuentran aplicaciones en sistemas de suministro de energía fijos o constantes.

PCB Rectificador Controlado

Las placas de circuitos rectificadores controlados utilizan tiristores para regular la salida de CC.

A menudo, los usa cuando es necesario controlar la corriente con mayor precisión, ya que solo tienen la capacidad de estar encendidos o apagados.

Estas clases de PCB rectificadoras permiten un control continuo y garantizan que no haya desperdicio de energía.

PCB de rectificador de derivación central

Con la placa de circuito rectificador de onda completa con derivación central, solo usa 2 diodos. la conexión de los diodos se realiza en los lados adyacentes del transformador de derivación central como se ilustra en la imagen a continuación.

La toma central a menudo se presume como el punto de referencia de 0V o el punto de tierra.

Circuito PCB Rectificador de onda completa Center Tap

Circuito PCB Rectificador de onda completa Center Tap

¿Cuál es el tipo de PCB rectificador más eficiente?

En comparación con otras PCB rectificadoras, la PCB rectificadora de puente es el tipo de placa de circuito impreso rectificadora más efectiva.

Es un tipo de placa de circuito rectificador de onda completa que utiliza 4 diodos, que están interconectados en disposición de puente.

¿Cuáles son las aplicaciones de PCB rectificador?

Fundamentalmente, casi todos los circuitos electrónicos funcionan con voltajes de CC.

La razón principal de utilizar PCB rectificador es para la rectificación (transformación de voltajes de CA a CC).

Esto implica que las placas de circuitos rectificadores se emplean en casi todos los aparatos electrónicos y de rectificación de potencia.

Estas son algunas de las aplicaciones comunes de los diversos tipos de PCB rectificadores:

  • Rectificación, es decir, transformación de voltajes AC a DC.
  • Los rectificadores se aplican en la soldadura eléctrica para dar el voltaje polarizado.
  • También se emplea material rodante, tracción y motores de tracción trifásicos aplicados en trenes en marcha.
  • Los PCB rectificadores de media onda se aplican en soldadura de hierro y repelente de mosquitos.
  • Además, la placa de circuito rectificador de media onda se emplea igualmente en la radio AM como sensor y sensor de pico de señal.
  • También se aplican en multiplicadores de voltaje, modulación y demodulación.

¿Cómo se compara la PCB rectificadora con la PCB inversora?

La principal diferencia entre Rectifier PCB vs. PCB inversor está en su función.

Si bien la placa de circuito impreso del rectificador ayuda en la conversión de CA a CC, el propósito de la PCB del inversor es convertir CC a CA.

¿Cuáles son los componentes principales de la PCB rectificadora?

Las partes clave en cualquier placa de circuito impreso rectificador incluyen lo siguiente:

Diodo

El componente principal en cualquier tipo de PCB rectificador es típicamente el diodo o diodos.

Estos elementos son distintos porque solo permiten el paso de la corriente en una sola dirección.

Actualmente, los diodos semiconductores son los tipos comunes de diodos utilizados, que ocupan poco espacio y son menos costosos.

Antes de que los diodos conduzcan en polarización directa, necesita un pequeño voltaje a través de ellos.

Esto se conoce como voltaje de encendido, que depende del tipo de material y del rectificador de diodo utilizado.

Con un rectificador de diodo de silicio ordinario, el voltaje de encendido es de aproximadamente 0.6 voltios. De manera similar, la de los diodos de germanio y los diodos Schottky de silicio oscila entre 0.2 y 0.3 V.

Diodos de montaje en superficie en PCB rectificador

Diodos de montaje en superficie en PCB rectificador

transformador

Tipo de transformador reductor que altera la amplitud del voltaje de entrada. La mayoría de los tipos de PCB rectificadores emplean transformadores reductores de 230/12 V.

Condensador

Debido a que la salida del PCB del rectificador es de tipo pulsante, el filtrado es esencial para producirlo como CC pura.

El filtrado a menudo se realiza con uno o más capacitores fijos a lo largo de la carga, y la clasificación del capacitor depende del voltaje de salida.

Reguladores

El papel del regulador es mantener la salida de la PCB rectificadora a un nivel constante.

Por ejemplo, consideremos un microcontrolador que funciona a 5 V CC, pero el voltaje de salida es de aproximadamente 16 V.

Se necesita un regulador de voltaje para reducir y mantener el voltaje a un nivel constante, independientemente de las alteraciones en la entrada de CA.

Resistencia de carga

Este dispositivo controla el flujo de corriente a un nivel específico.

Normalmente conectada en serie con el diodo rectificador, la resistencia de carga regula la corriente de salida, con valores típicos que van desde 100 a 500 ohmios.

¿Por qué es esencial el filtrado en la placa de circuito impreso del rectificador de onda completa?

La forma de onda del voltaje de salida después de la rectificación no es una CC adecuada.

Por lo tanto, puede realizar el filtrado utilizando un condensador para transformarlo más en una forma de onda de CC.

El reservorio o condensador de suavizado está conectado en paralelo a la carga a través de la salida de PCB del rectificador de onda completa.

Eleva el nivel promedio de salida de CC al voltaje de salida promedio deseado.

Esto se debe a que el capacitor no solo funciona como elemento filtrante.

Ocasionalmente, también se carga y descarga con éxito elevando el voltaje de CC de salida.

El capacitor se cargará hasta que la forma de onda alcance su punto óptimo y se descargará uniformemente en el circuito de carga cuando la forma de onda comience a disminuir.

Por lo tanto, si la salida es baja, el capacitor mantiene la provisión de voltaje correcta en el circuito de carga, produciendo así la CC.

¿Cuáles son los tipos de filtros utilizados en PCB rectificador?

Como ya hemos visto, la salida de un PCB rectificador podría necesitar un suavizado adicional para generar una salida que sea tanto invariable como estable.

Sin embargo, esto depende de la configuración de la placa de circuito del rectificador y del tipo de suministro de CA.

La mayoría de las aplicaciones de PCB rectificadoras requieren un voltaje de CC constante y regular, es decir, fuentes de alimentación de radios, televisores y PC.

Por lo tanto, para satisfacer estas necesidades, los diseños de placas de circuitos impresos rectificadores integran filtros electrónicos para armonizar su salida.

Generalmente, estos filtros electrónicos pueden constar de:

Filtrado de inductores

El circuito del filtro del inductor aplica el principio de que la corriente en cualquiera de los extremos no puede cambiar abruptamente.

Para suavizar con éxito la corriente de salida, debe conectar la carga y el inductor en serie.

Una de las principales ventajas de este mecanismo de filtrado de PCB rectificador es el gran ángulo de conducción del diodo rectificador.

Además, hay un pico de corriente pequeño y la CC de salida es comparativamente plana.

Sin embargo, el filtrado del inductor involucra un núcleo de hierro que es pesado y masivo, lo que genera interferencias electromagnéticas.

Además, solo es ideal para aplicaciones de PCB rectificadoras de alta corriente y baja tensión.

Filtrado de condensadores

El filtrado de condensadores consiste en conectar en paralelo con la carga un condensador de gran capacidad en la PCB del rectificador. El grado de pulsación del voltaje de salida del PCB del rectificador se minimiza sustancialmente y la forma de onda es prácticamente uniforme, filtrando la salida.

Esto se debe al efecto de carga y descarga del capacitor y a la existencia de voltaje en el capacitor.

Cuanto mayor sea la resistencia de carga o la capacitancia del capacitor, más moderada será la descarga del capacitor y la tensión de salida será más uniforme. Además, el aspecto de la pulsación se reduce y el valor medio de la tensión de salida aumenta.

Sin embargo, debe tener en cuenta que la conducción del diodo en el circuito del filtro del condensador monofásico ya no es una conducción de medio ciclo completo.

Esto se debe al impacto de voltaje del filtro del condensador.

Filtrado de compuestos

El filtro compuesto representa un circuito de filtrado que presenta una combinación de resistencia-condensador o inductor-condensador. El principio de funcionamiento es similar al del filtro de un solo inductor o al del condensador.

Sin embargo, el filtrado compuesto tiene una forma de onda de salida más suave y la carga es casi equivalente a la tensión de alimentación de la batería seca.

Circuito de filtro compuesto

Circuito de filtro compuesto

¿Cuántos diodos se utilizan en la construcción de PCB de puente rectificador?

Los PCB rectificadores de puente se utilizan ampliamente en fuentes de alimentación para proporcionar voltaje de CC a los elementos.

Emplean 4 o más diodos además de la resistencia de carga.

La disposición de cuatro diodos está en serie con solo 2 diodos que permiten la corriente eléctrica en cada medio ciclo.

Se considera que los diodos funcionan en pares.

Un par permite la corriente eléctrica en el semiciclo positivo, mientras que la otra mitad lo permite en el semiciclo negativo.

Aplica la entrada de CA a través de 2 terminales, mientras obtiene la salida de CC sobre el inductor de resistencia fijado entre los dos terminales restantes.

¿Por qué el diseño de la placa de circuito impreso del puente rectificador utiliza cuatro diodos?

Se aplican cuatro diodos para diseñar la placa de circuito del puente rectificador, ya que permiten la rectificación de onda completa sin necesidad de un transformador con derivación central.

El PCB del puente rectificador se utiliza a menudo para proporcionar una rectificación de onda completa en aplicaciones comunes.

Puede hacer la disposición de los cuatro diodos en una configuración de circuito cerrado para transformar la CA en CC de manera efectiva.

La principal ventaja de esta configuración es la reducción de tamaño y costo porque no se utiliza un transformador de derivación central.

PCB rectificador de puente de onda completa

PCB rectificador de puente de onda completa

¿Cuál es la configuración de pines del puente rectificador utilizado en la PCB del rectificador?

La configuración de pines del puente rectificador como RB-156 IC se describe a continuación.

Configuración PIN del puente rectificador

Configuración PIN del puente rectificador

  • PIN 1 (Línea/Fase): Pin de entrada de CA que puede conectar el cable de fase del suministro de CA.
  • PIN 2 (Neutro): Clavija de entrada de CA donde conecta el cable neutro del suministro de CA.
  • PIN 3 (Positivo): Pin de salida de CC desde el que obtiene el voltaje de CC positivo del rectificador.
  • PIN 4 (Tierra/Negativo): Pin de salida de CC desde el que obtiene el voltaje de tierra de la PCB del rectificador.

¿Cómo funciona la placa de circuito rectificador de puente?

El PCB del puente rectificador es una de las técnicas para suavizar la ondulación de polaridad innecesaria que proviene del suministro de CA para su utilización por los suministros de energía de CC.

Los dispositivos aplican características de conducción de corriente unidireccional de diodos semiconductores, que obligan a la entrada de CA a mantener una orientación negativa/positiva constante.

El dispositivo PCB puente rectificador opera por medio de diodos colocados en pares.

Cada par tiene un punto de entrada de CA y comparte puntos de salida de CC negativos y positivos.

Si aplica polvo de CA al puente, cada par permite o bloquea alternativamente el flujo de corriente a través de él.

Esto permite las transformaciones de polaridad del voltaje de CA, aunque garantiza que los picos negativos y positivos de cada ciclo de CA salgan en un punto del puente.

En consecuencia, la placa de circuito del puente rectificador genera una salida de voltaje de CC que tiene una polaridad definida y una forma de onda armonizada y una ondulación de CA residual reducida.

Cualquier ondulación residual en la salida de CC se puede filtrar aún más instalando módulos de suavizado como condensadores en la salida de PCB del rectificador.

¿Cómo se comparan la placa de circuito impreso del rectificador de puente y la PCB del rectificador de derivación central?

El diseño de una PCB rectificadora de derivación central suele ser un gran desafío debido al transformador especial que implica.

Además, un transformador con derivación central es costoso.

Una diferencia principal entre la PCB del rectificador de puente y la PCB del rectificador de derivación central es la cantidad de diodos utilizados en la fabricación.

La placa de circuito del puente rectificador requiere 4 diodos, mientras que la PCB del rectificador de derivación central requiere solo 2 diodos.

Dado que los diodos de silicio son menos costosos en comparación con el transformador de derivación central, la PCB del puente rectificador es la solución ideal para las aplicaciones de fuente de alimentación de CC.

Los siguientes son algunos de los beneficios de la PCB del rectificador de puente sobre la PCB del rectificador de derivación central:

  • Puede fabricar una placa de circuito impreso de puente rectificador con/sin transformador. Cuando utiliza un transformador, cualquier transformador elevador/reductor convencional puede servir para este propósito.
    Sin embargo, la PCB del rectificador con derivación central no permite esta libertad. Aquí, el diseño de la placa de circuito del rectificador se basa en un transformador con derivación central, que no puede reemplazar.
  • El PCB del puente rectificador es apropiado para aplicaciones que involucran alto voltaje. Esto se debe a su mayor voltaje inverso (PIV) en comparación con el de la PCB del rectificador de derivación central.
  • La placa de circuito impreso del puente rectificador se jacta de un mayor factor de utilización del transformador.

Sin embargo, la desventaja clave de la PCB del puente rectificador sobre la PCB del rectificador de derivación central es el uso de 4 diodos en su construcción.

Un par de diodos en el circuito rectificador de puente conducen simultáneamente en un medio ciclo de entrada.

Por otro lado, un circuito rectificador con derivación central presenta solo un diodo que conduce en 1 medio ciclo.

Como resultado, hay una caída de voltaje neta en todos los diodos que se encuentran en el dispositivo PCB del rectificador de puente (dos veces el valor del rectificador de derivación central).

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la PCB rectificadora de onda completa sobre la PCB rectificadora de media onda?

Veamos las ventajas clave de la placa de circuito rectificador de onda completa sobre el tipo de onda media.

  • La placa de circuito rectificador de onda completa ofrece doble eficiencia. Esto porque utiliza las dos mitades, de ahí la doble eficiencia.

Sin embargo, los PCB rectificadores de media onda utilizan solo la mitad de la señal de entrada.

  • Hay ondas de CA residuales muy bajas en la salida de PCB del rectificador de onda completa, que es el contraste en las placas de circuito del rectificador de media onda. Puede usar un componente de filtrado simple para obtener una potencia de CC constante desde el dispositivo PCB rectificador de onda completa.
  • La doble eficiencia de la PCB rectificadora de onda completa también implica una mayor potencia de salida, factor de utilización del transformador (TUF) y voltaje de salida.

La principal desventaja de la PCB rectificadora de onda completa es que requiere más componentes de circuito y es más costosa.

¿Por qué la PCB rectificadora trifásica es mejor que la PCB rectificadora monofásica?

Al comparar los 2 tipos de PCB rectificadores, la placa de circuito rectificador trifásico es ideal para aplicaciones de sistemas de energía grandes.

La razón es que tienen la capacidad de entregar mayores cantidades de energía y no hay necesidad de filtrado adicional para disminuir el factor de ondulación.

No necesita ningún filtro adicional para minimizar el factor de ondulación.

En consecuencia, las placas de circuitos impresos rectificadores trifásicos son más eficaces y exhiben una mayor TUF.

¿Cuál es el significado de la ondulación en la PCB del rectificador?

La ondulación es una medida esencial para establecer la eficiencia de la PCB rectificadora.

Ondulación se refiere a la claridad de la potencia de salida indicada en un porcentaje.

Obtiene el porcentaje de ondulación dividiendo el voltaje de CA por el voltaje de CC.

Esto denota el aspecto de claridad de determinar la calidad de la PCB del rectificador.

¿Cuál es el tipo de PCB rectificador utilizado en aplicaciones de transmisión de CC de alto voltaje?

Cuando la rectificación básica no es adecuada, en caso de voltajes de salida variables, puede emplear otros tipos de dispositivos PCB rectificadores.

Utiliza PCB rectificador de alta potencia, comúnmente conocido como placas de circuito de tiristores.

Estos PCB trifásicos SCR son igualmente capaces de controlar electrodos y proporcionar el flujo de corriente unidireccional.

Implican varios tipos de elementos semiconductores de silicio.

PCB de tiristor trifásico

PCB de tiristor trifásico

¿Cómo especifica la PCB del rectificador a su fabricante?

En general, las especificaciones principales de la PCB rectificadora son:

  1. Voltaje Inverso Pico (PIV): El voltaje máximo que el diodo es capaz de manejar si tiene polarización inversa.
  2. Corriente Máxima si está polarizado hacia adelante.

Estas dos son las especificaciones de PCB del rectificador más importantes.

El rectificador es completamente inútil si no puede administrar el voltaje y la corriente máximos necesarios en una aplicación de PCB de rectificador en particular.

  1. Caída de tensión directa: El voltaje cayó sobre el diodo si está polarizado directamente en el funcionamiento normal. Esto es vital ya que la potencia consumida por el diodo con polarización directa es este voltaje multiplicado por la corriente.
  2. Fuga inversa: La corriente fluye hacia atrás a través de los diodos de PCB del rectificador cuando invierte el voltaje. Sin embargo, esta especificación es menos esencial en la placa de circuito impreso del rectificador.
  3. Corriente CC de salida
  4. Voltaje de salida
  5. Paquete físico: Existen varios paquetes diferentes, y deberá seleccionar uno que se ajuste a su diseño.

Estas son solo las especificaciones más fundamentales de PCB rectificador; más se basan en el diseño de su placa de circuito impreso.

https://youtu.be/Dfdzz64gux8

¿Cuál es el costo del PCB del rectificador?

No existe un precio de PCB rectificador estándar, ya que el precio varía de un fabricante a otro según los diversos parámetros.

Varios factores afectan el costo de la placa PCB rectificadora, incluido el tipo de material, las especificaciones técnicas, la cantidad del pedido, entre otras variables.

Sin embargo, el precio promedio de la PCB rectificadora oscila entre 1 y 10 USD por pieza. Siempre puede disfrutar de un gran descuento al realizar grandes cantidades de pedidos.

¿Cómo se lleva a cabo el examen de fallas en la placa de circuito impreso del rectificador de puente?

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Cable de tierra abiertoSin salida de voltaje de corriente continuaLa corriente de diodo del circuito del puente rectificador no puede crear un bucle, por lo que la PCB no puede funcionar.
Un solo diodo está abierto.Caída de tensión de corriente continua pulsante unidireccional.El medio ciclo negativo o positivo del voltaje de CA de entrada no se rectifica en un voltaje de CC pulsante unidireccional.
Dos diodos que tienen lados diferentes se abren simultáneamente.Sin voltaje de salidaNi el medio ciclo +ve ni –ve del voltaje de CA de entrada se rectifica a un voltaje de corriente continua pulsante unidireccional. Por lo tanto, el voltaje de CC de salida es 0V.

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