Colecciones

Rectificador síncrono: rectificador activo

Rectificador síncrono: rectificador activo

Los rectificadores síncronos también se conocen como rectificadores activos y se utilizan para mejorar la eficiencia de los circuitos rectificadores de diodos.

Los diodos semiconductores se reemplazan con elementos de conmutación activos: transistores que pueden ser MOSFET de potencia o transistores bipolares de potencia que se encienden y apagan en los momentos requeridos para permitir que se produzca la rectificación.

Como la conmutación obviamente tiene que ocurrir en sincronismo con la forma de onda entrante, estos rectificadores a menudo se denominan rectificadores síncronos o, a veces, rectificadores activos.

Justificación de los rectificadores síncronos

La necesidad de rectificadores síncronos o rectificadores activos resulta de la caída constante que ocurre a través de un diodo cuando está conduciendo.

Aunque el voltaje de encendido para un diodo de silicio, el tipo más utilizado para los rectificadores es de alrededor de 0,6 voltios, la caída real a través del diodo puede aumentar a más de 1 voltio a su corriente nominal.

El uso de diodos Schottky puede reducir la caída de voltaje, pero aún puede ser un problema, especialmente cuando se requieren los niveles más altos de eficiencia. Los rectificadores síncronos pueden proporcionar mejoras incluso sobre los rectificadores de diodo Schottky.

El problema de la eficiencia es aún más grave cuando se utilizan convertidores de bajo voltaje. Con niveles de voltaje de muy pocos voltios, y con la posibilidad de altos niveles de corriente, las caídas de voltaje introducidas por diodos se vuelven inaceptables y las técnicas de rectificación síncrona se vuelven esenciales

Conceptos básicos de la rectificación síncrona

En un rectificador de diodo típico, el diodo se enciende cuando está polarizado hacia adelante y se apaga cuando está polarizado hacia atrás. Es posible controlar un elemento activo para que suceda el mismo efecto. La ventaja de un rectificador activo es que la resistencia de conducción y la caída de voltaje son mucho menores que con los diodos.

Como la conmutación del elemento activo debe sincronizarse correctamente, en realidad está en sincronismo con la forma de onda que se está rectificando. Es por esta razón que estos rectificadores se conocen como rectificadores síncronos.

A menudo, los MOSFET de potencia son elementos activos ideales para la rectificación síncrona, y tienen una resistencia muy baja, RDS que puede ser tan baja como unas pocas decenas de mΩ o menos. Es probable que la caída de voltaje en este nivel de resistencia sea mucho menor que en un diodo. Cuando la caída de voltaje en un MOSFET de potencia se convierte en un problema, se pueden colocar varios dispositivos en paralelo.

La desventaja de los rectificadores síncronos o activos es que requieren circuitos de control para garantizar que los dispositivos se enciendan sincrónicamente, es decir, en el momento adecuado. Los circuitos necesarios para el control del rectificador síncrono normalmente incluyen detectores de nivel de voltaje y circuitos de excitación para los dispositivos activos.

Una cuestión clave para los circuitos de control es garantizar que dos dispositivos en las patas opuestas del rectificador no se enciendan juntos, de lo contrario, se presentaría un cortocircuito en la entrada. El encendido y apagado de los dispositivos normalmente se controla para garantizar que incluso en el punto en el que uno se enciende y el otro se apaga, hay un espacio corto para evitar que ambos dispositivos se enciendan juntos.

La rectificación activa o la rectificación síncrona se emplea a menudo en convertidores CA / CC donde la eficiencia es un tema clave. El uso de un rectificador síncrono permite minimizar las pérdidas de potencia y mejorar los niveles de eficiencia, aunque a costa de una complejidad adicional.

Ver el vídeo: Rectificador Activo: Tema 3 Rectificador trifásico VSR y CSR (Octubre 2020).