Estudio regimen transitorio

ITI ELECTRONICA INDUSTRIAL

ELECTRONICA DE POTENCIA

EJERCICIO Nº 1
Diseñar un generador de onda cuadrada astable, basado en el circuito integrado 555. Dicho circuito debe proporcionar una onda de amplitud 10V y frecuencia 5 KHz, siendo la relación Ton/T = 3/5 1. Obtener las características técnicas del 555     Está constituido por comparadores, Flip-Flop , transistor de descarga yexcitador de salida. Las tensiones de referencia de los comparadores sson de 2/3 V para el primer comparador y de 1/3 V para el segundo comparador. El circuito puede alimentarse con tensión continua comprendida entre 5 y 15 voltios. La corriente de salida máxima puede ser de hasta 200mA..

2. Explicar las patillas del 555.   Patilla 1: Esta unida a tierra o masa. Patilla 2 o de Disparo:Establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 se configura como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin esta sometido a una tensión inferior de 1/3 del voltaje de alimentación Patilla 3 o Salida: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador. Patilla 4 o Reset: Si se alimenta con una tensión inferior a 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo.Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee". Patilla 5 o Control de voltaje: Es la entrada negativa del comparador superior. Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar desde Vcc hasta 0V. Patilla 6 o Umbral: Es la entrada negativa del comparador superior ycuando la tension de referencia, en la patilla 6, sea mayor a 2/3 de Vcc, entonces en la salida aparece un cero. Patilla 7 o de Descarga: Usada para descargar con efectividad el condensador externo.

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Patilla 8 o Tensión positiva: También llamada Vcc.

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3. Definir la topología del circuito del generador astable propuesto, y explicar su funcionamiento. Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua. Cuando se conecta la alimentación, el condensador está descargado y la salida del 555 pasa a nivel alto hasta que el condensador, que se va cargando, alcanzalos 2/3 de la tensión de alimentación, cuando esto pasa la salida del biestable pasa a nivel alto, y la salida del 555 a nivel bajo y el condensador C1 comienza a descargarse a través de la resistencia Rb. Cuando la tensión en el condensador C1 llega a 1/3 de la alimentación, comienza de nuevo a cargarse, y asi sucesivamente mientras se mantenga la alimentación. Los tiempos de duracióndependen de los valores de RA y RB: T1 = 0.693*(RA+RB)*C1 y T2 = 0.693*RB*C1 La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula: f = 1 / [0.693*C1*(RA + 2*RB)]

4. Calcular analíticamente sus componentes. El circuito simplificado es el siguiente:

Sabemos que la tensión en la salida es de 10V, con lo que alimentamos el circuito con una tensión mayor. La diferencia entrela tensión de salida y entrada deberá ser las

pérdidas del circuito. Estas serán de 2 V, que es la diferencia entre la tensión en ensayo y la típica, con lo que deberemos alimentar el circuito con 12V.

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ITI ELECTRONICA INDUSTRIAL Seguidamente resolvemos el circuito:

ELECTRONICA DE POTENCIASabemos que Vcf es 12 V y de las características del 555 deducimos las condiciones iniciales: t = 0  Vc = 3,7V  A = -7,9

Ton  3/ 5 T f  5000 Hz 1 1 T   0,2ms f 5000 Ton  3 / 5  T  3 / 5  0,0002  0,12ms
Toff  T  Ton  0,2  0,00012  0,08ms

Mirando en las tablas vemos que el valor del condensador es de 0,1µF. Para t1 = 0,12ms  Vc= 7,7V



Para hallar Rb:
RB

C1...