Libreta Señales y Sistemas
Páginas: 8 (1937 palabras)
Publicado: 4 de abril de 2013
Abstract—Este informe explica los criterios de diseño tenidos en cuenta para el regulador de voltaje zener el cual consta de 4 etapas: transformación, rectificación de onda, filtro y regulación con diodo Zener. Se exponen los cálculos correspondientes para cada uno de los elementos del circuito y se explican detalladamente la selección de cada elemento y su respectivo valor.
I.INTRODUCCIÓN
Un regulador de voltaje es un circuito electrónico cuya función principal es mantener un voltaje en un circula en un circuito de forma constante. Y para este caso, para cambiar una señal en forma de AC a DC.
Los reguladores usualmente se usan en aparatos que necesitan un voltaje constante independientemente de que potencia consuman. Algunos ejemplos son los computadores, en losalternadores y algunos aparatos encontrados en subestaciones eléctricas.
Para diseñar y construir un regulador de voltaje, se usan diferentes tipo de elemente electrónicos. En el caso de este trabajo, se usó un diseño basados en diodos y resistencias con el fin de aplicar los conocimientos adquiridos en clases. Este tipo de regulador se puede hacer conectado una resistencia en serie a un diodo yéste, dado su comportamiento en la curva característica, la tensión cambia muy poco debido a que a grandes cambios de corriente, hay pequeños cambios de tensión.
Para este trabajo, se diseñó usando solamente diodos rectificadores, resistencias, un capacitor y un diodo Zener, el cual es uno de los reguladores de tensión más simples.
II. DISEÑO
El regulador de voltaje de 5,1 voltios fabricadoen este desafío consta de cuatro fases; un transformador el cual es el encargado de bajar el voltaje de entrada de 110 voltios rms a uno de salida de 9 voltios rms, un rectificador de media onda, un filtro y un regulador de voltaje.
El rectificador de media onda consta de un puente de diodos, y está dispuesto de manera que solo dos estén activos mientras que los otros se encuentren inactivos.Cuando la onda de entrada se encuentra en el semiciclo positivo, el diodo D2 y D3 se encuentran en la región directa, mientras que los diodos D1 y D4 se encuentran en inversa.
Así mismo, en el semiciclo negativo, los diodos D2 y D3 se encuentran en inversa, mientras tanto, la corriente fluye por el diodo D4 y luego por D1.
Los diodos elegidos para el rectificador y él filtro son de lareferencia 1N4007, cuyo voltaje de umbral es 0,7V. A continuación se mostrará la gráfica característica de región directa de tal diodo.
Por lo tanto, siendo el voltaje de entrada , el voltaje de salida en el rectificador se podrá representar de la siguiente forma
Esto es, suponiendo que la caída de voltaje en ambos diodos es de 0,7 v (método de voltaje constante), lo cual, además de ser una muybuena aproximación, facilita enormemente los cálculos. No obstante es probable que el voltaje sea ligeramente mayor (con un error +/- 0,1V como máximo).
De igual manera se confirmaron los distintos valores máximos que son permisibles para cada diodo en la hoja de datos del fabricante, tal como la corriente máxima que soporta el diodo en polarización directa, el voltaje de ruptura y la potenciamáxima que disipa; y de esta manera verificar si efectivamente es conveniente usar el diodo 1N4007 en rectificador y el filtro.
En primer lugar, el voltaje de ruptura de este diodo es de 1000v pico por lo que no hay ninguna posibilidad de que el diodo llegue a acercarse a tal estado.
Así mismo, la corriente máxima promedio que admite este diodo en la región directa () es de 1A. En estediseño, el diodo no llegará a tal corriente, tal como se puede apreciar en la simulación:
Nota: el voltaje de entrada se colocó como 10Vrms, porque a veces hay un pequeño error del voltaje en el voltaje que muestra el transformador, pues mientras en algunos lugares al medirlo era de 9 Vrms, en los laboratorios del L era de 10 Vrms aproximadamente.
La segunda fase es el...
Abstract—Este informe explica los criterios de diseño tenidos en cuenta para el regulador de voltaje zener el cual consta de 4 etapas: transformación, rectificación de onda, filtro y regulación con diodo Zener. Se exponen los cálculos correspondientes para cada uno de los elementos del circuito y se explican detalladamente la selección de cada elemento y su respectivo valor.
I.INTRODUCCIÓN
Un regulador de voltaje es un circuito electrónico cuya función principal es mantener un voltaje en un circula en un circuito de forma constante. Y para este caso, para cambiar una señal en forma de AC a DC.
Los reguladores usualmente se usan en aparatos que necesitan un voltaje constante independientemente de que potencia consuman. Algunos ejemplos son los computadores, en losalternadores y algunos aparatos encontrados en subestaciones eléctricas.
Para diseñar y construir un regulador de voltaje, se usan diferentes tipo de elemente electrónicos. En el caso de este trabajo, se usó un diseño basados en diodos y resistencias con el fin de aplicar los conocimientos adquiridos en clases. Este tipo de regulador se puede hacer conectado una resistencia en serie a un diodo yéste, dado su comportamiento en la curva característica, la tensión cambia muy poco debido a que a grandes cambios de corriente, hay pequeños cambios de tensión.
Para este trabajo, se diseñó usando solamente diodos rectificadores, resistencias, un capacitor y un diodo Zener, el cual es uno de los reguladores de tensión más simples.
II. DISEÑO
El regulador de voltaje de 5,1 voltios fabricadoen este desafío consta de cuatro fases; un transformador el cual es el encargado de bajar el voltaje de entrada de 110 voltios rms a uno de salida de 9 voltios rms, un rectificador de media onda, un filtro y un regulador de voltaje.
El rectificador de media onda consta de un puente de diodos, y está dispuesto de manera que solo dos estén activos mientras que los otros se encuentren inactivos.Cuando la onda de entrada se encuentra en el semiciclo positivo, el diodo D2 y D3 se encuentran en la región directa, mientras que los diodos D1 y D4 se encuentran en inversa.
Así mismo, en el semiciclo negativo, los diodos D2 y D3 se encuentran en inversa, mientras tanto, la corriente fluye por el diodo D4 y luego por D1.
Los diodos elegidos para el rectificador y él filtro son de lareferencia 1N4007, cuyo voltaje de umbral es 0,7V. A continuación se mostrará la gráfica característica de región directa de tal diodo.
Por lo tanto, siendo el voltaje de entrada , el voltaje de salida en el rectificador se podrá representar de la siguiente forma
Esto es, suponiendo que la caída de voltaje en ambos diodos es de 0,7 v (método de voltaje constante), lo cual, además de ser una muybuena aproximación, facilita enormemente los cálculos. No obstante es probable que el voltaje sea ligeramente mayor (con un error +/- 0,1V como máximo).
De igual manera se confirmaron los distintos valores máximos que son permisibles para cada diodo en la hoja de datos del fabricante, tal como la corriente máxima que soporta el diodo en polarización directa, el voltaje de ruptura y la potenciamáxima que disipa; y de esta manera verificar si efectivamente es conveniente usar el diodo 1N4007 en rectificador y el filtro.
En primer lugar, el voltaje de ruptura de este diodo es de 1000v pico por lo que no hay ninguna posibilidad de que el diodo llegue a acercarse a tal estado.
Así mismo, la corriente máxima promedio que admite este diodo en la región directa () es de 1A. En estediseño, el diodo no llegará a tal corriente, tal como se puede apreciar en la simulación:
Nota: el voltaje de entrada se colocó como 10Vrms, porque a veces hay un pequeño error del voltaje en el voltaje que muestra el transformador, pues mientras en algunos lugares al medirlo era de 9 Vrms, en los laboratorios del L era de 10 Vrms aproximadamente.
La segunda fase es el...
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