fuente regulada



Proyecto y Construcción de una Fuente de Alimentación
De Tensión Regulada Para Uso General en Electrónica


Objetivo:
Diseñar, construir y relevar las características de una Fuente de Alimentación con tensión de salida ajustable manualmente y estabilizada, conforme a las siguientes premisas:

Entrada (red): 220 V, +10%; -20%; 50 HZ
Tensión de Salida: 1,5 ÷ 20 V;Reg. ±1%
Corriente de Salida: 0 ÷ 1,5 A
Riple (máx.): 10 mV
Temperatura ambiente máx.: 30º C


Descripción del Proyecto:

Se utilizara’ un regulador de tensión integrado del tipo serie con protección térmica incorporada; eligiéndose el LM317K, cuyas características se adjuntan en el Anexo.
Se utilizara un gabinete metálico cuyas medidas máximas serán:200 x 150 x 120 mm.
El disipador del integrado se montara en la parte posterior del gabinete.
Por razones de costo no se incluirán voltímetros y amperímetros, ya que pueden adquirirse en el mercado local multimetros (tester) a precios menores que el de los componentes para su armado. Se utilizara un Led verde para el encendido y un Led rojo que indiquecorrientes entre 0,7 y 1 A o superiores.
El esquema básico a utilizar es el recomendado por el fabricante del integrado. (Ver hoja de datos del LM317K en el anexo)
Se diseñara’ la placa de control sobre un circuito impreso de medidas máximas: 50 x 75 mm, el acceso será por borneras a tornillos, conteniendo los componentes menores, excluyendo los que se montaran sobreel gabinete.













1.- Desarrollo
1.1.- Esquema Propuesto




1.2- Requisitos del Transformador (Trafo)

Para determinar el trafo a utilizar debemos analizar el circuito desde los bornes de salida a fin de conocer cuál es la tensión mínima a la entrada del integrado, que asegure la tensión de salida máxima especificada ( 20 V).Tomaremos Vi-Vo = 4 V (levemente superior a la especificada por el LM317K) para garantizar su funcionamiento.
Vi = Vo + ∆V = 20 V + 4 V = 24 V

Debemos considerar las caídas de tensión en Rsh y el puente rectificador que llamamos ∆Vc.
a) Puente Rectificador (2 diodos en serie) = 1,5 Vb) Resistencia Shunt (a 1 A) = 0,5 V
∆Vc = 2 V
Vc = Vi + ∆Vc = 24 V + 2 V = 26 V
Vc es la tensión continua a la cual se carga el capacitor C1, y es igual a la tensión pico del secundario del transformador.

La relación entre el valor pico y el eficaz en una tensión sinusoidal (secundario del transformador) es:Vsef = = = 18,38 V
Esta tensión del secundario se debe dar con la menor tensión de línea.
VLmin = 220 V – 20 % = 176 V
En estas condiciones, la relación de transformación del trafo es:
a = = = 9,58
Con la línea en 220V, Vs = = ≈ 23V
Los transformadoresreales tienen perdidas que se disipan en calor, afectando la regulación del trafo, por la cual se observa una variación de tensión en el secundario entre vacio y plena carga. Estimaremos una regulación del 5% a fin de continuar con el proyecto.
Vs = 23V + 5% = 23 V + 1,15 V = 24,15 V
De acuerdo a este cálculo, el transformador se especifica220V / 24 V - 2 A
A fin de lograr una mayor versatilidad especificamos al secundario con punto medio (P.M)
220 V / 12v + 12 v - 2 A
Estos valores de tensión corresponden a transformadores estándar que se obtienen en el mercado. En el ANEXO se encuentran las pruebas realizadas...