No puedo creer que haya escrito toda esa basura sobre diodos ...
MUR860 de hecho sonará mejor, pero la explicación es un poco sutil:
Los diodos de silicio no se apagan instantáneamente. A medida que el voltaje a través del diodo se vuelve negativo, la corriente aún fluye en la dirección inversa por un corto tiempo, hasta que las cargas almacenadas dentro del diodo se eliminan. Cuando se hace esto, el diodo se apaga.
Los diferentes diodos tienen características de recuperación muy diferentes, como se muestra en este diagrama de alcance:
( fuente )
La corriente se vuelve negativa (la dirección "incorrecta" para un diodo) durante un tiempo que se llama "tiempo de recuperación". El rojo lleva más tiempo.
En un convertidor DC-DC, es crucial tener un diodo que se apague rápidamente. Imagínese usando el viejo 1N4001, con su tiempo de recuperación trr = 30 µs en un convertidor CC-CC que funciona a 200 kHz (tiempo de ciclo 5 µs). Ni siquiera tendría tiempo de apagarse. No funcionaría en absoluto. Es por eso que los convertidores DC-DC usan diodos mucho más rápidos.
Ahora, de vuelta a tus cosas de audio. Verifique los trazos rojos y morados de arriba, notará que el rojo toma más tiempo, pero apaga la corriente suavemente. El púrpura se apaga muy bruscamente, con una gran di / dt (4 amperios en 10ns). No sucede así en un rectificador de 50Hz, la corriente no tiene tiempo para ir a amperios antes de que el diodo se apague, solo unos pocos mA. Pero se entiende la idea.
Una vez que el diodo está apagado, ahora es un condensador. Cualquier inductancia que se encuentre en las trazas, cables, etc., formará un circuito de tanque LC con él y sonará.
La cantidad de timbres depende de la agudeza del desvío y de la corriente a la que se produce el apagado. Los diodos de recuperación rápida y suave producen menos timbres.
Ahora, este timbre suele tener una frecuencia bastante alta. Además, el agudo di / dt en el apagado genera ruido de RF de banda ancha. Esto se acoplará a los circuitos cercanos, agregando todo tipo de ruido y basura a las señales sensibles. Esto no es audiophoolery, solo ingeniería.
Dicho esto, el MUR860 es costoso, por lo que puede usar diodos baratos con una recuperación lenta lenta, si coloca tapas a través de ellos para absorber el pico de ruido de apagado. Todos los sintonizadores AM / FM alimentados por la red eléctrica hacen esto, así como la mayoría de los equipos de audio de consumo. ¡Los fabricantes no pondrán una parte a menos que sea necesaria! Todo tiene un costo optimizado. Pero sin las tapas, el sintonizador sería superado por el ruido y no recibiría la radio.
Luego puede agregar un amortiguador en el transformador secundario para amortiguar el sonido del LC.
Pregunta: ¿Hay algún beneficio al usar diodos separados sobre un solo chip rectificador de puente?
La ventaja es que puede elegir la recuperación rápida y suave, o diodos schottky. Los puentes de diodos enlatados generalmente consisten en diodos ultra lentos.
y si no, ¿por qué parece tan popular hacerlo?
Porque funciona Tenga en cuenta que 4 cápsulas, a 3 centavos cada una, funcionan igual de bien, pero el factor de alarde es menor. Los diodos rápidos son más sexys y obtienen más puntos de aceite de serpiente.
EDITAR , un rastro antiguo del alcance de mi disco duro ... Diodos rápidos baratos BYV27-150, pequeño transformador de 12V 10VA.
El azul es el transformador secundario. La parte superior plana es cuando el diodo está encendido, el condensador de alimentación se está cargando, lo que limita el voltaje en el transformador secundario debido a su resistencia de devanado interno. La traza azul baja un paso cuando el diodo se apaga. Es muy obvio, cae en 1V, ¡no te lo puedes perder!
Tenga en cuenta que el diodo solo se apaga en el pico de la onda sinusoidal si la carga consume corriente cero. Cuando la carga consume corriente, que suele ser el caso, el diodo se apaga después del pico.
Ahora, me gusta ver esto a través de un filtro de paso alto (trazo amarillo a continuación). La amplitud se atenúa, ya que el filtro de paso alto debe usar una pequeña tapa, alrededor de 100pF, o de lo contrario rechazaría lo que quiero observar, por lo que la capacitancia de entrada del alcance interactúa con él. Pero la forma general de la señal debe estar bien. Observe el repugnante pico agudo seguido de HF sonando. Diodos Qrr más altos como 1N4001 serían mucho peores.
EDITAR 2
He estado restaurando un viejo amplificador, cambiando los electrolíticos de 1979 ... y este amplificador no tiene tapas a través del puente de diodos. Probablemente porque no tiene un sintonizador de AM. De todos modos, la forma de hacerlo es pegar la sonda de alcance en el aislador de uno de los cables secundarios del transformador. No es necesario hacer ningún tipo de contacto (excepto poner a tierra la sonda obviamente). Esta basura se está acoplando a través del aislamiento del cable y dentro de la sonda telescópica.
Eso es un pico de recuperación del rectificador. Desafortunadamente, aparece como modo común en los cables del transformador, lo que significa que todo el devanado secundario actúa como antena y acoplará capacitivamente los picos en los circuitos cercanos. Las cosas de alta impedancia como el potenciómetro de volumen son las principales víctimas.
Esta es probablemente la razón por la cual este amplificador tiene un transformador que está protegido dentro de una lata de metal. Hubiera sido más barato poner tapas en los diodos IMO ...
Ahora, por supuesto, el voltaje secundario también se puede medir, pegando la sonda en los terminales de la PCB:
Tiene el aspecto habitual: parte superior plana, luego un pico y una caída instantánea de unos pocos voltios cuando el diodo se apaga. Zoom sobre la espiga:
Por lo tanto, los cables del transformador secundario tienen picos de 22 voltios (!!!!) con una duración bastante rápida de 2 µs.
El problema no es que los diodos sean demasiado lentos para una rectificación adecuada (obviamente, la rectificación funciona bien). El problema ocurre cuando estos picos se acoplan en algunos circuitos sensibles. Esto es difícil de evitar, ya que aparecen como modo común en los cables del transformador.
OTRA EDICIÓN
Cuando el osciloscopio no está de acuerdo con el simulador, uno o ambos pueden estar equivocados, sin embargo, siempre ayuda modelar el circuito real (es decir, tener en cuenta la inductancia del transformador) y observar los parámetros del simulador ...
Esto funciona como se esperaba. Debido a la inductancia del transformador (voltaje de retardo de corriente), el diodo se apaga un poco más tarde de lo que cabría esperar de la comparación visual del voltaje sin carga del transformador (negro) y el voltaje del condensador (verde). Un diodo perfecto también se apagaría en el mismo momento, luego el voltaje secundario del transformador volvería a bajar a su valor descargado. Esto es normal.
Lo que agrega la recuperación es una pequeña cantidad de tiempo para que la corriente de diodo se vuelva negativa. Por lo tanto, cuando el diodo se bloquea, la corriente del inductor no es cero, sino que es de unos pocos mA. Esto no es mucho, porque 50Hz es muy lento.
Sin embargo, cuando el diodo se apaga, el inductor es lo suficientemente grande como para producir un pico de voltaje negativo agudo que provoca un zumbido en el tanque LC formado por la inductancia y la capacitancia del diodo, que es un problema EMI.
En la vida real, el timbre es mucho más corto de lo que se muestra aquí, porque el inductor tiene muchas pérdidas a alta frecuencia. Aquí suena a aproximadamente 1MHz.
El uso de diodos más rápidos (Qrr bajo) hace que se apaguen a una corriente negativa más baja, por lo que reduce la cantidad de energía disponible para excitar el sonido. Los diodos de recuperación suave producen un paso de corriente más suave, que tiene el mismo efecto. Entonces, los diodos de recuperación rápida / suave trabajan para reducir los problemas de EMI aquí. Pero una solución más barata es simplemente poner tapas en los diodos. Funciona igual de bien.
El rastro rojo es sin tapas y sin amortiguador. Suena a 1MHz. Agregar una tapa de 10nF a través del diodo reduce la frecuencia de timbre a 100kHz (verde), lo que ya no es un problema, también suaviza los bordes, por lo que el problema de EMI desapareció. Azul es con amortiguador agregado (R3 / C3). Mucho más limpio, pero no estrictamente necesario. Las pérdidas de hierro de los transformadores la amortiguarían principalmente.
Resumen: los diodos superrápidos causan menos ruido, pero es solo debido a un sutil efecto secundario: permiten que se acumule menos corriente (y energía) en el inductor antes de apagarse, en cuyo punto la energía almacenada del inductor se convierte en un timbre. Absorber la energía del inductor en un condensador y disiparlo en una resistencia amortiguadora es igual de bueno, de hecho, funciona mejor por menos dinero ... lo que significa que no hay una ganancia real de costo / beneficio para diodos superrápidos caros. Pero ellos trabajan. Simplemente no son la solución óptima.
