Diodos

Laboratorio Nº1 Fuente de Poder Regulada con diodo Zener Objetivos Obtener las características del rectificador puente de Graetz, tensiones, corrientes y formas de onda relevantes para cargas resistivas puras. Evaluar la modificación del factor de ripple de voltaje de una fuente de poder básica por inserción de un filtro capacitivo y por la variación de la corriente de carga. Obtener la curva deregulación de una fuente de poder con filtro capacitivo y evaluar su modificación utilizando un diodo Zener como regulador. Actividades • Implementar una fuente de poder no regulada utilizando un transformador de aislación 220[V]/6[V]-0[V]-6[V]/500[mA], un circuito rectificador de onda completa Puente de Graetz con diodos 1N4007 y una carga resistiva pura. Carga máxima 200 [mA]. Utilice un diodoLED para generar una señal luminosa que indique cuando la fuente de poder esta energizada. Visualizar las formas de onda en cada componente (Fig.1: señales 1,2 y 3) y obtener la curva de regulación de carga. Tabule voltajes y corrientes AC, DC, y el ripple de voltaje de salida. Para una corriente de 100 [mA], insertar en paralelo a la carga un condensador de 10[μF]/50[V], 100[μF]/50[V] y1000[μF]/50[V]. Visualice formas de onda (Fig.1: señales 1 - 4) y repita las mediciones. Tabule los datos registrados para cada caso. Utilizando una fuente de poder no regulada con un ripple de salida menor al 10%, diseñar y montar una fuente de tensión regulada utilizando un diodo Zener 1N4734 (5.6[V]/1[W]) para una corriente máxima de carga de 100 [mA]. Visualice las formas de onda en cada etapa delcircuito (Fig.1: señales 1 - 5). Repita las mediciones y tabule los datos. Recuerde no desconectar la resistencia de carga si el circuito esta energizado, ya que el diodo Zener podría dañarse si los cálculos para la resistencia limitadora (Rs) no fuesen correctos.

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Investigue como determinar el factor de potencia y las componentes armónicas presentes en la corriente de entrada de losdistintos circuitos. ¿Cómo influye la distorsión de las corrientes de entrada en el factor de potencia de una fuente de poder? ¿Qué ocurre con la eficiencia de una fuente de poder al utilizar un circuito regulador basado en diodo Zener?

Marco Teórico Una fuente de poder Regulada se compone de 4 bloques básicos definidos como: Transformador de entrada, Rectificador Monofásico, Filtro Capacitivo y unCircuito regulador de salida. El Transformador de Entrada provee aislación de la red eléctrica y permite reducir la tensión de alimentación de 220VAC a la tensión alterna requerida por diseño a la entrada del circuito rectificador. El circuito Rectificador permite obtener una tensión continua a partir de una tensión alterna. Los circuitos rectificadores monofásicos pueden clasificarse enrectificadores de media onda y rectificadores de onda completa (Push-Pull y Puente de Graetz). El bloque Filtro se compone básicamente de un condensador electrolítico de elevado valor (valores típicos mayores a 1000 [μF]). Este permite reducir el ripple de voltaje del circuito rectificador y mejorar la regulación de voltaje de salida. Un Circuito regulador de tensión permite mejorar la calidad de la señalrectificada, entregando a su salida una señal continua con un ripple de voltaje despreciable. Este puede implementarse utilizando un circuito basado en un diodo Zener a la salida de la fuente de poder. Al operar polarizados en forma inversa, estos diodos mantienen una caída de tensión prácticamente constante independiente de la corriente que circule a través de ellos, siempre y cuando éstapermanezca dentro de la zona de regulación definida por la potencia máxima del diodo.

Fig. 1 Diagrama de bloques de una fuente de poder regulada con diodo Zener.

Fig. 2 Fuente de Poder Regulada con diodo Zener.

Señales Alternas y Continuas De forma general una tensión alterna se representa de la siguiente forma:
v ( t ) = A ⋅ sin ( 2π ⋅ f ⋅ t + ϕ )

(1)

donde A corresponde a la amplitud...