Este artículo describe rectificadores de precisión que utilizan un chip especializado con mínimas pérdidas de conmutación, el MAX4754, proyectado para la conmutación de señales de audio. Se emplean comparadores CMOS del microcircuito TLC339 para gestionar las teclas de switches. El rectificador está aislado galvánicamente de la señal de entrada.
ART5618
Los diodos semiconductores con propiedades ideales se utilizan comúnmente como rectificadores de precisión: presentan una resistencia infinitamente alta en una dirección del flujo de corriente y una resistencia infinitamente baja en la dirección opuesta. Para simular un diodo ideal, se suele emplear un amplificador operacional, cuyo circuito de realimentación incluye un diodo semiconductor, generalmente de silicio.
El principio de Rectificación síncrona también se utiliza en rectificadores de precisión, donde la conmutación de las señales de entrada a salida se produce de forma síncrona en el momento en que la señal de entrada cruza la línea cero. Los rectificadores de precisión que se describen a continuación se pueden clasificar como rectificadores que utilizan el principio de Rectificación síncrona.
La figura 1 muestra un circuito rectificador que utiliza llaves analógicas modernas (microcircuito MAX4754) como llaves de conmutación, las cuales presentan pérdidas mínimas durante el cambio de canal. La resistencia transitoria de los teclas en este microcircuito no supera un ohm. La señal de entrada se suministra al rectificador a través del transformador de aislamiento T1. El utilización de este transformador permite el aislamiento galvánico, además de adaptar el nivel de tensión de entrada al banda de tensión en el que el dispositivo en cuestión puede operar.
Un divisor de tensión formado por los elementos R1, R2, C1 y C2 tiene su punto central conectado a tierra. Los comparadores CMOS IC1 TLC339 se utilizan para controlar el circuito integrado IC2 MAX4754. Al invertir la polaridad de la señal de entrada, los comparadores cambian de estado de forma síncrona, lo que permite enviar señales de control a las entradas de control de los switches MAX4754 en fase opuesta.
El dispositivo se suministra con una fuente unipolar de 5 V, por lo que la amplitud de las señales tomadas del devanado secundario del transformador T1 no debe superar los 5 V. Dado que el chip de la llave MAX4754 opera en un modo de inicialización no estándar (unipolar), se utilizan las resistores R3 y R4 para limitar las tensiones de entrada de polaridad negativa en las entradas principales. La utilización de estos resistores se justifica porque las entradas y salidas principales, así como las entradas de conmutación del chip MAX4754, están protegidas contra sobretensiones y polaridad inversa mediante circuitos de diodos.
Es evidente que la utilización de los resistores R3 y R4 degrada las propiedades de un rectificador de precisión, ya que la resistencia de la llave pública del chip no supera un ohm. En este sentido, la resistencia de carga R debe ser significativamente mayor que la de los resistores R3 y R4. Por ejemplo, con una resistencia de carga de 10 kohms, la amplitud de la señal de salida del rectificador diferirá de la de entrada en no más del 1,5 %.
En algunos casos, para evitar que picos de conmutación estrechos lleguen a la salida del dispositivo, se debe conectar un pequeño capacitor C3 en paralelo con la resistencia de carga. La tensión mínima de entrada extraída del devanado secundario del transformador debe ser de al menos 20-30 mV. La frecuencia máxima del rectificador es de al menos 10 kHz.
La figura 2 muestra un circuito rectificador de precisión más simple y avanzado que utiliza comparadores del chip CI1 TLC339, bien como llaves del chip CI2 MAX4754. Formalmente, el dispositivo también se suministra con una fuente de energía unipolar de +5 V; sin embargo, se aplica una tensión de offset de +2,5 V al punto medio del divisor resistivo R1-R2. En este sentido, las resistores R3 y R4, figura 1 no son necesarias y prácticamente no hay pérdidas por rectificación. Las demás propiedades del rectificador son idénticas a las del dispositivo considerado anteriormente.
BIBLIOGRAFÍA:
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