Un puente de diodos es un circuito rectificador de puente de cuatro diodos que se utiliza en el proceso de convertir corriente alterna (CA) de los terminales de entrada en corriente continua (CC, es decir, polaridad fija ) en los terminales de salida. Su función es convertir las porciones de voltaje negativo de la forma de onda de CA en voltaje positivo, después de lo cual se puede usar un filtro de paso bajo para suavizar el resultado en CC. [1] : 2
Cuando se utiliza en su aplicación más común, para la conversión de una entrada de corriente alterna (CA) en una salida de corriente continua (CC), se le conoce como puente rectificador . Un puente rectificador proporciona rectificación de onda completa desde una entrada de CA de dos cables, lo que resulta en un menor costo y peso en comparación con un rectificador con una entrada de tres cables desde un transformador con un devanado secundario con derivación central . [2]
Antes de la disponibilidad de los circuitos integrados , un puente rectificador se construía a partir de diodos separados. Desde aproximadamente 1950, ha estado disponible un único componente de cuatro terminales que contiene los cuatro diodos conectados en una configuración de puente y ahora está disponible con varios voltajes y corrientes nominales.
Los diodos también se utilizan en topologías de puentes junto con condensadores como multiplicadores de voltaje .
El circuito de puente de diodos fue inventado por Karol Pollak y patentado en diciembre de 1895 en Gran Bretaña [3] y en enero de 1896 en Alemania. [4] [5] En 1897, Leo Graetz inventó y publicó de forma independiente un circuito similar. [6] [7] Hoy en día, el circuito a veces se denomina "circuito de Graetz" o "puente de Graetz". [8]
Según el modelo convencional de flujo de corriente , establecido originalmente por Benjamin Franklin y todavía seguido por la mayoría de los ingenieros en la actualidad [9] , la corriente fluye a través de conductores eléctricos desde el polo positivo al negativo (definido como flujo positivo). En realidad, los electrones libres en un conductor casi siempre fluyen del polo negativo al positivo. Sin embargo, en la gran mayoría de aplicaciones la dirección real del flujo de corriente es irrelevante. Por lo tanto, en la discusión siguiente se mantiene el modelo convencional.
La característica fundamental de un diodo es que la corriente sólo puede fluir en una dirección a través de él, que se define como dirección directa. Un puente de diodos utiliza diodos como componentes en serie para permitir que la corriente pase en dirección directa durante la parte positiva del ciclo de CA y como componentes en derivación para redirigir la corriente que fluye en dirección inversa durante la parte negativa del ciclo de CA hacia los rieles opuestos.
En los diagramas siguientes, cuando la entrada conectada a la esquina izquierda del diamante es positiva y la entrada conectada a la esquina derecha es negativa, la corriente fluye desde el terminal de suministro superior hacia la derecha a lo largo del camino rojo (positivo) hasta la salida. y regresa a la terminal de suministro inferior a través del camino azul (negativo).
Cuando la entrada conectada a la esquina izquierda es negativa y la entrada conectada a la esquina derecha es positiva, la corriente fluye desde el terminal de suministro inferior hacia la derecha a lo largo del camino rojo (positivo) hacia la salida y regresa al terminal de suministro superior a través de el camino azul (negativo). [10]
En cada caso, la salida superior derecha sigue siendo positiva, [11] y la salida inferior derecha es negativa. Dado que esto es cierto ya sea que la entrada sea CA o CC, este circuito no solo produce una salida CC a partir de una entrada CA, sino que también puede proporcionar protección contra polaridad inversa; es decir, permite el funcionamiento normal del equipo alimentado por CC cuando las baterías se han instalado al revés o cuando los cables de una fuente de alimentación de CC se han invertido, y protege el equipo de posibles daños causados por la polaridad inversa. [12]
Las alternativas a los rectificadores de onda completa de puente de diodos son el transformador de derivación central y el rectificador de doble diodo , y el rectificador duplicador de voltaje que utiliza dos diodos y dos condensadores en una topología de puente.
With AC input, the output of a diode bridge (called a full-wave rectifier for this purpose; there is also half-wave rectification, which does not use a diode bridge) is polarized pulsating non-sinusoidal voltage of the same amplitude but twice the frequency of the input. It may be considered as DC voltage upon which is superimposed a very large ripple voltage. This kind of electric power is not very usable, because ripple is dissipated as waste heat in DC circuit components and may cause noise or distortion during circuit operation. So nearly all rectifiers are followed by a series of bandpass or bandstop filters and/or a voltage regulator to convert most or all of the ripple voltage into a smoother and possibly higher DC output. A filter may be as simple as a single sufficiently large capacitor or choke, but most power-supply filters have multiple alternating series and shunt components. When the ripple voltage rises, reactive power is stored in the filter components, reducing the voltage; when the ripple voltage falls, reactive power is discharged from the filter components, raising the voltage. The final stage of rectification may consist of a zener diode-based voltage regulator, which almost completely eliminates any residual ripple.
The diode bridge can be generalized to rectify polyphase AC inputs. For example, for a three-phase AC input, a half-wave rectifier consists of three diodes, but a full-wave bridge rectifier consists of six diodes.[citation needed]
A half-wave rectifier may be considered a wye connection (star connection), because it returns the current through the center (neutral) wire. A full-wave rectifier is more like a delta connection, although it can be connected to the three-phase source of either wye or delta and it does not use the center (neutral) wire.[citation needed]
