UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIALCAMPUS SANTO DOMINGO

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

ELECTRÓNICA BÁSICA

TEMA:

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

MULTIPLICADORES DE VOLTAJE

INTEGRANTES:

-ROBERTO LESCANO

-LUIS GONZAGA

-LUIS GARCÉS12/04/2023

CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR

Proceso de carga:

Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube bruscamente (como un cortocircuito) y tiene el valor de I = E /R amperios (como si el condensador no existiera momentáneamente en este circuito serie RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de cero (ver el diagrama inferior).

El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios (E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).

El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0 voltios hasta el 63.2 % del voltaje de la fuente está dato por la fórmula T = R x C donde R está en Ohmios y C en Milifaradios y el resultado estará en milisegundos.

Después de 5 x T (5 veces T) el voltaje ha subido hasta un 99.3 % de su valor final

Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"

Los valores de Vc e Ic en cualquier momento se pueden obtener con las siguientes fórmulas:

Vc = E + ( Vo - E) x e-T/ t ,Vo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)

Ic = ( E - Vo ) x e-T/ t/ RVo es el voltaje inicial del condensador (en muchos casos es 0 Voltios)

VR = E x e-T/ t Donde : T = R x C

Analizan los dos gráficos se puede ver que están divididos en una parte transitoria y una parte estable. Los valores de Ic y Vc varían sus valores en la parte transitoria (aproximadamente 5 veces la constante de tiempo T), pero no así en la parte estable.

Proceso descarga:

El interruptor está en B.

Entonces el voltaje en el condensador Vc empezará a descender desde Vo (voltaje inicial en el condensador). La corriente tendrá un valor inicial de Vo / R y disminuirá hasta llegar a 0 (cero voltios).

Los valores de Vc e I en cualquier momento se pueden obtener con las siguientes fórmulas:

Vc = Vo x e-t / T I = -(Vo / R) e-t / T

Donde: T = RC es la constante de tiempoNOTA: Si el condensador había sido previamente cargado hasta un valor E, hay que reemplazar Vo en las fórmulas con E

MULTIPLICADORES DE VOLTAJE

Los circuitos multiplicadores de voltaje se emplean para mantener un voltaje pico de transformador relativamente bajo mientras se incrementa el voltaje pico de salida a dos, tres, cuatro o más veces el voltaje pico rectificado.

Doblador de voltaje

La red de la figura 1.78 es un doblador de voltaje de media onda. Durante el semiciclo de voltaje positivo a través del transformador, en el secundario el D1 conduce (y el diodo D2 está en corte), cargando el capacitor C1 hasta el voltaje rectificado pico (Vm).

El diodo D1 está idealmente en corto durante este semiciclo y el voltaje de entrada carga al capacitor C1 hasta Vm con la polaridad que se muestra en la figura 1.79a. Durante el semiciclo negativo del voltaje en el secundario, el diodo D1 se corta y el diodo D2 conduce cargando el capacitor C2.

Puesto que el diodo D2 actúa como un corto durante el semiciclo negativo (y el diodo D1 está abierto), podemos sumar los voltajes alrededor del circuito exterior (véase la figura 1.79b):

 -VC2 + VC1 + Vm = 0

-VC2 + Vm + Vm = 0

VC2 = 2Vm

a.

b.

En el siguiente semiciclo positivo, el diodo D2 no está conduciendo y el capacitor C2 se descargará a través de la carga. Si no hay carga conectada en el capacitor C2, ambos capacitores permanecen cargados: C1 a Vm y C2 a 2Vm.

Si, como se esperaría, hubiese una carga conectada en la salida del doblador de voltaje, el voltaje en el capacitor C2 se reduciría durante el semiciclo positivo (en la entrada) y el capacitor se recargaría hasta 2Vm durante el semiciclo negativo.

La forma de onda de salida en el capacitor C2 es la correspondiente a una señal de media onda filtrada mediante un filtro con capacitor. El voltaje pico inverso en cada diodo es 2Vm.

Otro circuito doblador es el doblador de onda completa de la figura 1.80. Durante el semiciclo positivo del voltaje en el secundario del transformador (véase la figura 1.81) el diodo D2 conduce cargando el capacitor C2 hasta el voltaje pico V2. El diodo D2 no conduce en ese momento.

Durante el semiciclo negativo (véase la figura 1.81) el diodo D2 conduce cargando el capacitor C2 en tanto que el diodo D2 no conduce. Si no se extrae corriente de carga del circuito, el voltaje en los capacitores C1 y C2 es 2Vm.

Si se extrae corriente de carga del circuito, el voltaje en los capacitores C1 y C2 es el mismo que el que se presenta en un capacitor alimentado por un circuito rectificador de onda completa. Una diferencia consiste en que la capacitancia efectiva corresponde a la de C1 y C2 en serie, que es menor que la capacitancia de C1 o C2 por separado. El valor más bajo del capacitor producirá una acción de filtrado más pobre que la del circuito filtro de un solo capacitor.

 El voltaje pico inverso en cada diodo es 2Vm como ocurre en el circuito filtro con capacitor.

En resumen, los circuitos dobladores de media onda o de onda completa proporcionan el doble del voltaje pico del secundario del transformador, en tanto que no requieran un transformador con derivación central y sólo 2Vm del VPI nominal para los diodos.

Triplicador y cuadruplicador de voltaje

La figura 1.82 muestra una extensión del doblador de voltaje de media onda, el cual desarrolla tres o cuatro veces el voltaje de entrada pico. Debe ser evidente a partir del patrón de la conexión del circuito cómo los diodos y capacitores adicionales pueden conectarse para que el voltaje de salida pueda ser también cinco, seis, siete, etc., veces el voltaje pico básico (Vm).

D4

En la operación el capacitor C1 se carga a través del diodo D1 hasta un voltaje pico, Vm durante el semiciclo positivo del voltaje del secundario del transformador. El capacitor C2 se carga al doble del voltaje pico 2V2 desarrollado por medio de la suma de los voltajes en el capacitor C1 y el transformador, durante el semiciclo negativo del voltaje del secundario del transformador.

 

Durante el semiciclo positivo, el diodo D3 conduce y el voltaje en el capacitor C2 carga al capacitor C3 hasta el mismo voltaje 2Vm pico. En el semiciclo negativo, los diodos D2 y D4 conducen con el capacitor C3, cargando C4 hasta 2Vm.

 

El voltaje en el capacitor C2 es 2Vm en C1 y C3 es 3Vm y en C2 y C4 corresponden a 4Vm. Si se emplean secciones adicionales de diodo y capacitor, cada capacitor se cargará hasta 2Vm. Las mediciones desde la parte superior del devanado del transformador (figura 1.82) producirán múltiplos impares de Vm en la salida, en tanto que las mediciones desde la parte inferior del transformador del voltaje de salida producirán múltiplos pares del voltaje pico, Vm.

GRACIAS