Fuente De Voltaje Fijo Regulado
OBJETIVO
EL diseñar una fuente de alimentación aplicando los conocimientos de electrónica digital, la cual
deberá de cumplir como mínimo con las características solicitadas.
Este diseño será r ealizado de forma teórica y posterior mente llevada a la práctica
PARTE TEORICA:
DESARROLLO .
Se analizaron y compararon las diferentes etapas que componen unafuente de voltaje fija y
regulable; para determinar los elementos que cumplan con las características especificadas y que se
integraran para el desarrollo de la fuente; una vez determinadas las características de cada una de las
diferentes etapas se procederá a r ealizar los cálculos; para determinar el valor calculado y comercial
de cada uno de los componentes.
CALCULOS.
1. Etapa deRectificación.
Voltajes pico Total.
El transformador a utilizar es uno cuyas características son: 120v @40v 6 A ,el cual nos permitirá
obtener un Vpp y un Vp del valor especificado anteriormente en los cálculos.
Por tal motivo se propuso usar un puente de diodos @ 8 A debido a la forma en la que fue adquirido
no se sabe el voltaje inverso al cual opera.
Vpp
Vrms 2
40 2
Vp
28.2842Vp56.5685Vpp
Considerando la caída en el puente de diodos (figura 1) obtenemos una señal como la mostrada en la
figura 2 cuyo valor es Vp 2Vd .
0.7V
c
u
Figura 1.
Vpp
Vrms 2
0.7 4
Vp
28.2842 1.4
40 2
Figura 2.
0.7 4 53.7685Vpp
26.8842Vp
2. Etapa de Filtrado.
VP
Analizando la ecuación anterior la cual nos permitirá determinar los valores de los
RLfVrizo
capacitores a usar en esta etapa; nos podemos dar cuenta de que si incrementamos la R l el valor del
capaciror disminuye lo que nos implicaría:
1. Reducir costos.
2. Mas de una etapa de filtrado.
3. Uso de una Rl de valor elevado.
4. Un pico por no soportar la demanda de potencia.
C
Por tal motivo se decidió proponer una R l=1K y un voltaje de rizo (Vr) de Vr=10mV para reduciral mínimo el rizo de la fuente teniendo como resultado:
C
VP
RL fVrizo
28.2842Vp
(1K )(120 Hz )(10 x10 3 v)
22400 F
En consideración con el valor calculado se usara un C 22000 f (valor comercial); y para
compensar los 400 f sobrantes se propuso el uso de un arreglo con capacitares de C 4700 f
(Véase figura 3, figura 4).
Figura 3.
Oswaldo Ulises Juárez Sandoval.
Figura 4.1
3. Etapa de Regulación.
Para regular los +30v, ±15v, ±9v y ±5v se tomo en cuenta que el Vp 26.8842Vp (considerando la
caida de los diodos). Para los voltajes de ±15v, ±9v y ±5v y observando la figura 5. Podemos darnos
cuenta de que solo se utilizó una resistencia limitadora para regular los ±15v y esto se debe a que la
salida de ±15v sirve d e prerregulador para la salida de ±9 y esta asu vez de la salida de ±5v, esto es
considerando que cada uno de los reguladores necesita por lo menos 3 volts arriba del voltaje a
regular.
El valor de los capacitores de acoplamiento es de C
0.33 f
Figura 5.
Para la regulación de los +30v se uso un arreglo (figura 6) con el LM317
Figura 6.
Para el cálculo del VR1 (potenciómetro) el cual tiene la función de regular los +30V tenemos :Min
1.2v
I adj
Max
1.3v
46µA
Vref
TyP
1.25v
100µA
Considerando un Vref y u na I adj típica y partiendo de la ecuación:
Vout
VR1 VR 2
Vout
Vref 1
I ref R1
R2
R1
Vout
I adj R2 proponemos una R1
330 ; y para cuando R2
I adj R2
I adj
1.25v 1 0
Vout
I ref
46 A 0
Vref
R1
1.25v
330
0
3.78mA
1.25v
Despejando R2 deVout
R2
Vout
I ref
I ref
I adj
30
VR1 VR 2
I ref R1
30.78mA 300
3.78mA 46 A
Oswaldo Ulises Juárez Sandoval.
I ref
I adj R2
28.7526v
3.826 A
7515
2
DIAGRAMA DE LA FUENTE.
Oswaldo Ulises Juárez Sandoval.
3
IMPLEMENTACIÓN DE LAS PISTAS DEL CTO (PCB) .
MATERIAL CON VALORES COMERCIALES.
1 Transformador 40v @6 A .
1 Puente de diodos @ 8 A...
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