Rectificadores de puente

Un rectificador puente es un circuito que utiliza cuatro diodos para dirigir ambas mitades de una forma de onda de CA, de modo que la carga reciba una sola polaridad. En otras palabras, convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante sin necesidad de un transformador de toma central. Los diodos conducen por pares, invirtiendo el semiciclo negativo para que el flujo de corriente a través de la carga vaya siempre en la misma dirección. En comparación con un rectificador de media onda, un puente utiliza ambos semiciclos, lo que proporciona una tensión continua media más alta y una tensión de ondulación más baja para la misma frecuencia de línea. No elimina las pérdidas (siempre hay dos diodos en la vía de conducción) pero aprovecha mejor la forma de onda de entrada y mejora la calidad de la salida. Un condensador colocado a lo largo de la resistencia de carga actúa como filtro, suavizando la salida pulsante hacia una fuente de corriente continua más utilizable.

Valores nominales y límites térmicos
La selección del rectificador comienza con los límites de voltaje, corriente y térmico. La tensión inversa nominal de pico debe superar la entrada máxima de CA, incluidos los transitorios. La corriente nominal debe cubrir tanto la carga en estado estacionario como la sobretensión de arranque. La corriente de irrupción, especialmente con condensadores de filtro grandes, depende en gran medida de la impedancia y la capacitancia del transformador, por lo que un solo número de la hoja de datos no cuenta toda la historia. Térmicamente, dos diodos conducen cada medio ciclo, por lo que el puente pierde aproximadamente: P ≈ 2 × V_F × I_carga . Ésta es una primera estimación útil, no la respuesta definitiva. El voltaje directo varía con la temperatura y la corriente, y las fuentes de entrada de condensador generan corrientes pico elevadas en lugar de corriente continua suave. Eso significa que la disipación real puede ser peor de lo esperado. No se detenga en los cálculos de estado estacionario: los ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento pueden fatigar las juntas de soldadura y las conexiones internas, especialmente en diseños de alta potencia o mal refrigerados.

Ondulación, eficiencia y efectos de línea
Para un filtro de entrada con condensador, una estimación aproximada de la tensión de ondulación es: V_ondulación ≈ I_carga / (fC) donde f es el doble de la frecuencia de CA para un rectificador de onda completa. Esto supone una corriente de carga relativamente constante. Las cargas reales suelen ser dinámicas, por lo que la ondulación medida suele ser mayor. La eficiencia depende en gran medida de la tensión de salida. En los suministros de baja tensión, la caída del diodo fijo se convierte en un gran porcentaje de la salida total, por lo que los diseñadores suelen utilizar diodos Schottky o rectificación síncrona en esos casos. Un puente que alimenta a un condensador tampoco extrae una corriente sinusoidal suave de la fuente. Atrae corriente en picos cortos y altos. Esto crea armónicos, degrada el factor de potencia y puede introducir ruido o tensión en componentes aguas arriba. En los sistemas de mayor potencia, este comportamiento suele hacer necesario un filtrado adicional o una corrección del factor de potencia.