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Cómo calcular voltaje de rizado (ripple) en fuente conmutada/rectificada

Origen del rizado (ripple voltage)

Rectificadores convierten AC→DC pero dejan componente AC residual superpuesta: rizado. Frecuencia = 2×f_red (100/120 Hz en rectificador onda completa) o f_switching (fuentes conmutadas: 50 kHz - 2 MHz). Cálculo preciso requiere osciloscopio.

Equipo necesario

  • Osciloscopio (ancho banda >5x frecuencia rizado)
  • Multímetro digital (medir corriente DC carga)
  • Impresora (opcional, para captura pantalla osciloscopio)
  • Hoja datos rectificador/condensador (capacitancia C)
  • Calculadora

Método experimental (medición real)

  1. Sonda osciloscopio: punta → salida rectificador, tierra → GND. Ajuste escala: AC coupling, mV/div, µs/div. Verá rizado.
  2. Imprima/guarde forma de onda (botón PRINT/SAVE).
  3. Multímetro en modo corriente (serie con carga) o calcule I = V_DC / R_carga. Anote I_DC (amperios).
  4. Obtenga frecuencia rizado (f_ripple) y capacitancia filtro (C) de hoja datos.
  5. Calcule: V_ripple_pp = I_DC / (f_ripple × C) (aproximación lineal, válida si rizado <10% V_DC).

Ejemplo numérico

Rectificador onda completa 60Hz → f_ripple = 120 Hz. C = 4700 µF. I_DC = 0.5 A.

V_ripple_pp = 0.5 / (120 × 4700e-6) = 0.5 / 0.564 = 0.89 Vpp.

Método teórico (diseño)

Para diseñar C requerido: C = I_DC / (f_ripple × V_ripple_pp_max)

Incluya ESR del condensador (resistencia serie equivalente) que añade componente resistiva al rizado.

Medición con osciloscopio (directa)

Modo AC coupling, cursores: mida Vpp directamente en pantalla. Más preciso que cálculo teórico. Verifique también frecuencia y forma de onda (diente de sierra vs sinusoidal).

Reducción de rizado

  • Aumente C (condensador mayor o paralelo).
  • Inductor en serie (filtro LC) — más efectivo, mayor tamaño/costo.
  • Regulador lineal (LDO) posterior — elimina rizado, disipa calor.
  • Fuente conmutada bien diseñada: rizado <50 mVpp.