El circuito de abajo es un generador de rampa se utiliza en la conmutación de fuentes de alimentación para generar un dientes de sierra de la señal de una indemnización, pero realmente no entiendo ¿cuál es la función del diodo D1 en el circuito ??
simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab
Una señal en forma de diente de sierra se parece a esto: -
Y no se puede hacer una señal de diente de sierra razonable con sólo una resistencia y un condensador porque la velocidad de carga y la velocidad de descarga del condensador son iguales y se obtiene una onda "casi" triangular como esta: -
Obsérvese que la velocidad de carga y la de descarga son idénticas. Por lo tanto, para obtener una onda en forma de diente de sierra es necesario descargar el condensador mucho más rápido de lo que se carga, por lo tanto, cuando la onda de entrada es baja, el condensador se descarga mucho más rápidamente a través del diodo.
¿Quiere decir que el diodo desempeña aquí el papel de los diodos colocados a través de las cargas inductivas para protegerlas de las chispas inducidas por los cambios instantáneos de tensión?
El diodo es responsable de la rápida caída del diente de sierra.
Cuando la tensión de entrada es alta, el condensador (C1) se carga a través de la resistencia y el diodo está apagado. Cuando la tensión de entrada vuelve a ser baja, el diodo se enciende y la carga fluye desde el condensador a la entrada. El diodo conduce mucho mejor que la resistencia, por lo que la tensión del condensador debe caer más rápido. Si se quita el diodo, se obtiene una onda triangular. Así que se puede decir que el diodo corta la segunda mitad del triángulo.
Como otros han mencionado, esto no le dará una gran onda de diente de sierra, pero a veces es lo suficientemente cerca.
Notas más avanzadas: El circuito R-C produce técnicamente un decaimiento exponencial, no una pendiente lineal. Pero la onda cuadrada sólo es alta durante ~8,3us, y la constante de tiempo del circuito R-C es de ~15,2us. La subida durante la primera mitad de una constante de tiempo es bastante lineal:
Una onda cuadrada no es la mejor fuente para esto. Lo que quieres es un pulso de alto ciclo de trabajo. Una onda cuadrada le dará una larga parte plana después del borde descendente:
Pero, ¿cómo se produce el proceso de descarga sin conectar a tierra el diodo o la resistencia? ¿Significa que la fuente está prácticamente conectada a tierra cuando está en 0V?
Intentemos analizar este circuito.
No dices cuál es la amplitud o el sesgo de tu onda cuadrada. Supongamos que tienes una onda cuadrada unipolar entre 0 y 10 voltios. Supongamos también que la fuente de tensión es ideal.
Supongamos por ahora que inmediatamente antes de t=0 todo estaba a 0 y que en t=0 la onda cuadrada pasa a 10 voltios.
cada medio ciclo dura \$\frac{1}{120\times10^3}\$ segundos o aproximadamente 8 microsegundos.
El diodo es de polarización inversa, por lo que el flujo de corriente en el diodo es insignificante. El condensador comienza a cargarse a través de la resistencia con una corriente de \$\frac{10}{39*10^3}\$ amperios.
Si esta corriente fuera constante, al final del primer medio ciclo habría \$\frac{10}{39*10^3}\times\frac{1}{120*10^3} = \frac{V_\mathrm{peakin}}{4.68\times10^9}\$ colombs de carga en el condensador. Esto daría lugar a una tensión de \$\frac{\frac{10}{4.68\times10^9}}{0.39\times10^{-9}} = \frac{10}{1.8252} \approx 5.47\$ voltios.
En la práctica, el voltaje será menor que éste y la pendiente ascendente no será lineal, porque a medida que el voltaje en el condensador aumenta la corriente de carga disminuirá. Teniendo en cuenta esto, la tensión en nuestro condensador es en realidad \$10 \times (1 - e^{-\frac{\frac{1}{120\times10^3}}{39 * 10^3 \times 0.39 \times 10^-9 }}) \approx 4.22\$ voltios.
Ahora la fuente vuelve a ser cero. El diodo está ahora sometido a un avance de 4,22 voltios. Esto dará lugar a una gran corriente de avance.
Podemos modelar un diodo fuertemente polarizado hacia delante como una fuente de tensión en serie con una resistencia. de la figura 6 en https://www.mouser.co.uk/datasheet/2/308/1N4148-1118184.pdf vemos que una corriente de 200mA resulta en un voltaje de aproximadamente 1,05V y una corriente de 800mA resulta en un voltaje de aproximadamente 1,45V. Dibujando una línea a través de estos puntos nos da una ecuación de \$V=0.67I+0.95\$
Así que tenemos una corriente muy grande en el diodo, esto descargará rápidamente el condensador. Una regla general es que un condensador se descarga casi completamente después de 5 constantes de tiempo. Con una resistencia efectiva de unos 0,67 ohmios, nuestra constante de tiempo es de 0,26 nanosegundos, por lo que en un par de nanosegundos el condensador estaría casi descargado.
Sin embargo, el diodo no puede descargar el condensador a cero, ya que la corriente caerá rápidamente cuando la tensión baje a 0,7 voltios más o menos. En este punto sólo tendremos la descarga lenta de la resistencia.
Así que tenemos una pendiente ascendente ligeramente no lineal, seguida de una pendiente descendente muy rápida hasta 0,7 voltios más o menos causada por el diodo y luego una caída gradual hasta el siguiente impulso. En otras palabras, tenemos una aproximación cruda de una onda de diente de sierra.
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