¿El rectificador de onda completa es mejor que la media onda uno?

Tengo curiosidad por saber si hay diferencias prácticas entre una fuente de alimentación de CC basada en un rectificador de media onda o un rectificador de onda completa.

Quiero decir que tengo algunas pequeñas unidades de fuente de alimentación de CC que deberían dar 12V 0.1A cada una. Todos tienen un transformador de 240V-> 18V, luego 1 diodo o 4 diodos, luego 78L12 (regulador de 0.1A) y uno o dos condensadores (típicamente 220uF o 470uF).

Mi pregunta es si la fuente de alimentación puede proporcionar un voltaje de CC de buena calidad con solo un rectificador de media onda (un solo diodo) cuando se agrega un condensador de 470uF y 78L12, o si el rectificador de puente (4 diodos) es mejor.

También tengo una fuente de alimentación de 12V 0.2A basada en un diodo Zener en lugar del regulador 7812. También tiene 18V que van a un solo diodo, luego una resistencia 33R que limita la corriente a 0.2 Amp, luego un diodo Zener en paralelo con un condensador de 1000uF. De nuevo: ¿Sería mejor tener 4 diodos allí, o la rectificación de media onda es lo suficientemente buena aquí gracias al condensador de 1000uF?

(Todas mis fuentes de alimentación funcionan bien, solo tengo curiosidad por saber "por qué" y "cómo" funcionan estas cosas).

Actualizar:

Encontré dos datos más interesantes:

1. El condensador debe ser de aproximadamente 500 uF por cada .1 Amper de salida (o más). Esto se aplica al rectificador de onda completa. Como vi los mismos valores en los rectificadores de media onda, no es suficiente y tienen un mal diseño.

2. La rectificación de 4 diodos no se puede usar cuando queremos tener una salida combinada de 5V / 12V (o cualquiera de los otros dos voltajes) con un transformador simple, porque no puede proporcionar una tierra común para dos circuitos diferentes. (Un ejemplo real más complicado: tengo una fuente de alimentación con cuatro cables de salida del transformador -7 / 0 / + 7 / + 18 voltios. Luego utiliza la rectificación de 2 diodos para obtener una salida de onda completa de 7 V y la rectificación de 1 diodo para obtener una salida de media onda de 18 V. La línea de 18 V no se puede "actualizar" a la rectificación de 4 diodos aquí).

Cualquiera puede funcionar correctamente si está diseñado correctamente. Si tiene un suministro de rectificador tonto que alimenta un 7805, entonces todo lo que necesita hacer el rectificador es garantizar que se cumpla el voltaje de entrada mínimo al 7805.

El problema es que dicha fuente de alimentación solo carga la tapa de entrada en los picos del ciclo de línea, luego el 7805 la drenará entre los picos. Esto significa que la tapa debe ser lo suficientemente grande como para suministrar el voltaje de entrada mínimo 7805 en el peor drenaje de corriente durante el tiempo máximo entre los picos.

La ventaja de un rectificador de onda completa es que se utilizan tanto los picos positivos como negativos. Esto significa que el límite se carga el doble de veces. Como el tiempo máximo desde el último pico es menor, el límite puede ser menor para soportar el mismo consumo de corriente máximo. La desventaja de un rectificador de onda completa es que toma 4 diodos en lugar de 1, y se pierde una caída de voltaje de diodo más. Los diodos son baratos y pequeños, por lo que la mayoría de las veces un rectificador de onda completa tiene más sentido. Otra forma de hacer un rectificador de onda completa es con un transformador de derivación central secundario. El centro está conectado a tierra y hay un diodo desde cada extremo hasta el suministro positivo sin procesar. Esta onda completa se rectifica con solo una caída de diodo en el camino, pero requiere un transformador más pesado y costoso.

Una ventaja de un rectificador de media onda es que un lado de la entrada de CA puede conectarse directamente a la misma tierra que la salida de CC. Eso no importa cuando la entrada de CA es un transformador secundario, pero puede ser un problema si la CA ya está referenciada a tierra.

Explicación simplificada:

Un rectificador de media onda ideal solo "usa" la mitad de la forma de onda de CA (de ahí el nombre de media onda).

Un puente rectificador de onda completa ideal utilizará toda la forma de onda de CA.

Un rectificador de onda completa ideal (con un transformador de derivación central) también utilizará toda la forma de onda de CA.

Puede ver que para el rectificador de media onda, cada segundo ciclo de CA se omite dejando un espacio en la forma de onda de salida. Para el rectificador de onda completa, dado que se utiliza toda la forma de onda, la brecha se ha ido (la frecuencia de salida efectiva se duplica).

Si estas formas de onda se aplican a un condensador, puede ver con bastante claridad que para el rectificador de media onda, para mantener una CC limpia, el condensador debería ser lo suficientemente grande como para mantener el voltaje durante ese gran espacio. Para el rectificador de onda completa, dado que hay más 'picos', el condensador puede ser más pequeño que para un rectificador de media onda al mismo nivel de potencia.

Para su pregunta, un rectificador de media onda correctamente diseñado debe tener un capacitor suficientemente grande para mantener la regulación a pesar de usar solo la mitad de la forma de onda de CA, por lo que la regulación debe estar bien. No hay necesidad de 'actualizar' el circuito con un puente.

Solo para aclarar, el transformador que hace la reducción de voltaje solo funciona en CA. El rectificador convierte la CA en CC, lo que no quiere decir que el voltaje no varíe, es solo que la corriente no va en ambos sentidos. Los rectificadores de onda completa son definitivamente más impresionantes que los rectificadores de media onda porque te dan potencia durante las dos mitades del ciclo. ¡Incluso pueden corregir la inversión de polaridad DC!

La regla general que aprendí a finales de los años 70 era 2000 uF por amplificador a 60 Hz. Ese instructor también explicó que históricamente, con el costo basado en el uso de rectificadores de mercurio de tubo de vacío, y con componentes de transformador de cobre y acero que eran baratos, era una decisión económica si diseñar uno o dos rectificadores. Y el tiempo puede cambiar la base económica de las decisiones de ingeniería.

Hay un par de ventajas para puentear la rectificación.

Una de las otras respuestas que ya han señalado es que puede salirse con la suya con condensadores de suavizado más pequeños.

Otra es que si observa la forma de onda de corriente de entrada de un rectificador de media onda, tiene un componente de CC. Este componente de CC contribuye a los problemas de saturación del transformador.