Fuente regulada

1. OBJETIVOS

Realizar un diseño óptimo de una fuente regulada teniendo en cuenta las condiciones dadas por el docente.

Validar y reforzar los conocimientos adquiridos en el curso realizado el anterior semestre de Electrónica Básica.

De la misma manera, comprobaremos de forma práctica las aplicaciones de los elementos aprendidos teóricamente en dicha materia.

2. ESPECIFICACIONESDiseñar e implementar una fuente regulada discreta completa, la cual debe contener los siguientes bloques

1. Fuente de corriente constante
2. Red de muestreo
3. Red de comparación o error
4. Elemento(s) de paso o amplificación.
5. Protecciones

Las características de la fuente a diseñar e implementar son:

-Voltaje de salida: 5 voltios contantes
-Corriente de carga: 400 mA.
-Proteccióncontra corto circuito

3. DISEÑO Y JUSTIFICACIÓN

Para la elaboración de la fuente regulada discreta completa se tienen en cuenta los siguientes módulos:

Modulo 1

En esta parte se tiene un transformador el cual gracias a la relación del numero de
vueltas que hay entre sus embobinados (10-1) trasforma una señal de 110vrms a
de 11 Vrms

Modulo 2

Para este se tiene un puente dediodos el cual rectifica la señal esto se hace para
para convertir una la señal de ac en dc para esto se coloca un capacitor el cual
funciona como un filtro que finalmente termina de transformar la señal de ac en
dc

Modulo 3

En esta parte el capacitor funciona como filtro y el voltaje de salida es de nivel dc
el cual presenta un nivel de rizado mas bajo es decir mas estable
No se debeolvidar que valores altos de capacitancia producen menos rizo y la
acción de rizo será mejor. Por esta razón el condensador usado será de tipo electrolítico.

Modulo 4

Regulador: Debido a requerimientos exigidos se tienen en cuenta los siguientes bloques

-Fuente de corriente: Constituida por un diodo zéner, una resistencia y la juntura base emisor del transistor

[pic]

-Elemento depaso de control: Constituida por el transistor que controla todo el paso de corriente a la carga.

[pic]

-Amplificador de error: constituido por un transistor que amplifica la señal al elemento de control, según el error detectado en la red de muestreo.

[pic]

-Referencia de tensión: constituida por un diodo zéner , y su respectiva resistencia limitadora de corriente que da una referenciainvariable de voltaje para determinar el error.

[pic]

-Red de muestreo: la constituye dos resistencias que permiten obtener un divisor de voltaje respecto a la señal de salida.

[pic]

-Protección contra cortos: compuesto por una resistencia, dos diodos y un transistor (Transistor perteneciente a la fuente de corriente mencionada anteriormente). Que controlan la fuente de corriente paraproteger todo el circuito en caso de un cortocircuito.
[pic]

De lo cual se obtiene el siguiente circuito (Circuito final)

[pic]

4. CALCULO DE COMPONENTES:

Voltaje de salida = [pic]
I de salida= [pic]
Voltaje de entrada = [pic]; [pic] ≤ [pic] ≤ [pic]

Calculo de la referencia de [pic] y [pic]

Se escoge el valor de [pic] ≈ 3.2V

[pic]= [pic] -[pic]
[pic]= 5 - 3.2 = 1.8V

El [pic] tiene una potencia máxima [pic]= 1w, con [pic] y [pic] encontramos .

[pic] = [pic] = 1 w / 3.2 V =0.31 A

Calculamos [pic]= 0.1[pic]=0.031mA (para disipar baja potencia)

[pic]= [pic] + [pic]

Se escoge [pic]≈ 10-15% de [pic] debido a que [pic] no es de potencia

[pic]≈12%[pic] =0.12*0.031mA = 3.72 mA.

Conocido [pic] determinamos:

[pic] = [pic] - [pic] =0.031mA - 3.72 mA. = 27.28 mA.

[pic] = [pic] - [pic]

[pic] = [pic] = (5V – 3.2V) / 27.28 mA =66Ω

Calcular la red de muestreo [pic], [pic],

[pic] + [pic] - [pic] = 0

[pic] = [pic] + [pic] = 3.2V + 0.7V =3.9V

[pic] = VO – VR3 = 5V – 3.9 = 1.1V

El valor de [pic] debe ser muy pequeño comparado con [pic]

[pic] =0.1 a 0. 5veces el valor de [pic]

[pic] =20mA.

Se puede decir...