Reguladores De Voltaje
Páginas: 19 (4692 palabras)
Publicado: 21 de abril de 2012
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REGULADORES DE TENSIÓN
6.1. INTRODUCCIÓ N
La mayor parte de los dispositivos electrónicos requieren de voltajes continuos para operar. Las baterías son una opción útil pero tienen un tiempo de operación limitado. Otra opción consiste en generar la fuente de alimentación utilizando la red de 220 volts alterno (220 RMS). Esta tensión puede ser manipulada fácilmente usando un transformador ycircuitos rectificadores, los que sumados a un dispositivo regulador proporcionan diferentes valores de tensión. En este capítulo, se analizarán los reguladores más simples, los cuales se irán modificando hasta obtener configuraciones más complejas y mejoradas. En la parte final se analizan los reguladores basados en circuitos integrados (CI´s), mostrando algunos métodos para aumento de lacorriente de salida y protecciones.
6.2. FUENTES REGULADAS
El diagrama de bloques de un fuente estabilizada es el siguiente
ENTRADA RECTIFICADOR FILTRO REGULADOR SALIDA
Figura 6.1. Diagrama de bloques de una fuente regulada.
La misión del rectificador es distorsionar la sinusoide de entrada para que su salida tenga una componente de continua. Mediante el filtro se rechazan en gran medida losarmónicos de la salida del rectificador. El filtro no siempre rechaza todos los armónicos. Por lo general, un vez filtrada la señal, suele permanecer una componente que se conoce como rizado o ripple. El regulador tiene una doble misión, primero, debe eliminar el ripple y por otro lado debe poseer una impedancia de salida adecuada, con el fin de que la tensión regulada a la salida se mantengaindependiente de la carga, siempre que ésta varíe entre los límites exigidos del diseño. En en otras palabras, a la salida de la fuente de alimentación no estabilizada, se aplica a un dispositivo de control que regula la tensión para dar una salida de régimen continuo. Los reguladores pueden ser serie o paralelo. En un regulador serie, el dispositivo de control se conecta en serie con la carga y pararegular la salida debe en todos los casos absorber parte de la tensión de entrada o alimentación. En un regulador en derivación, el dispositivo de
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Preparado por Juan Ignacio Huircán
control se halla en paralelo con la carga y para efectuar la regulación de salida, debe dejar pasar corriente en todos los casos, cuando la corriente a través del dispositivo de control cae a cero, laacción de regulación cesa.
Requerimientos de un regulador
• Mantener la tensión de salida constante independiente de las fluctuaciones de la entrada y la temperatura. • Mantener la tensión constante de salida, a las exigencias de corriente de carga. • El voltaje de salida no debe contener componentes alternos (ripple =0) • La fuente debe poseer un sistema para limitar la corriente de salida(protección). El circuito regulador debe mantener el voltage ya sea sin carga (circuito abierto), en la cual no provee corriente, o a plena carga, entregando una corriente en la salida como lo indica la Fig 6.2. Este circuito no presenta una pefecta regulación, pues no mantiene el voltage voc mientras entrega corriente a la carga.
Io =0 Fuente Regulada vo =voc
Io =I L Fuente Regulada vo =vL
(a)(b)
Figura 6.2. Voltage de regulación. (a) Sin carga. (b) Con carga.
En un regulador ideal la diferencia entre el voltage de salida sin carga y el voltage de salida a plena carga es cero o sea voc-vL=0, vL es siempre menor. La relación presentada a continuación da cuenta de la cantidad de regulación en porcentaje, mientras menor sea, mejor es la regulación.
%regulación =
voc − vL x100vL
Esta relación ha sido definida con respecto a una condición de carga específica.
vo voc vL
Regulación Típica Regulación Perfecta
Io =I L Ro voc
IL Io
vo =vL
(a)
(b)
Figura 6.3. (a) Curva característica de una fuente de poder. (b) Circuito equivalente de un regulador con resistencia de salida.
Por otro lado, como vL=ILRL , podemos expresar el porcentaje (%) de...
REGULADORES DE TENSIÓN
6.1. INTRODUCCIÓ N
La mayor parte de los dispositivos electrónicos requieren de voltajes continuos para operar. Las baterías son una opción útil pero tienen un tiempo de operación limitado. Otra opción consiste en generar la fuente de alimentación utilizando la red de 220 volts alterno (220 RMS). Esta tensión puede ser manipulada fácilmente usando un transformador ycircuitos rectificadores, los que sumados a un dispositivo regulador proporcionan diferentes valores de tensión. En este capítulo, se analizarán los reguladores más simples, los cuales se irán modificando hasta obtener configuraciones más complejas y mejoradas. En la parte final se analizan los reguladores basados en circuitos integrados (CI´s), mostrando algunos métodos para aumento de lacorriente de salida y protecciones.
6.2. FUENTES REGULADAS
El diagrama de bloques de un fuente estabilizada es el siguiente
ENTRADA RECTIFICADOR FILTRO REGULADOR SALIDA
Figura 6.1. Diagrama de bloques de una fuente regulada.
La misión del rectificador es distorsionar la sinusoide de entrada para que su salida tenga una componente de continua. Mediante el filtro se rechazan en gran medida losarmónicos de la salida del rectificador. El filtro no siempre rechaza todos los armónicos. Por lo general, un vez filtrada la señal, suele permanecer una componente que se conoce como rizado o ripple. El regulador tiene una doble misión, primero, debe eliminar el ripple y por otro lado debe poseer una impedancia de salida adecuada, con el fin de que la tensión regulada a la salida se mantengaindependiente de la carga, siempre que ésta varíe entre los límites exigidos del diseño. En en otras palabras, a la salida de la fuente de alimentación no estabilizada, se aplica a un dispositivo de control que regula la tensión para dar una salida de régimen continuo. Los reguladores pueden ser serie o paralelo. En un regulador serie, el dispositivo de control se conecta en serie con la carga y pararegular la salida debe en todos los casos absorber parte de la tensión de entrada o alimentación. En un regulador en derivación, el dispositivo de
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Preparado por Juan Ignacio Huircán
control se halla en paralelo con la carga y para efectuar la regulación de salida, debe dejar pasar corriente en todos los casos, cuando la corriente a través del dispositivo de control cae a cero, laacción de regulación cesa.
Requerimientos de un regulador
• Mantener la tensión de salida constante independiente de las fluctuaciones de la entrada y la temperatura. • Mantener la tensión constante de salida, a las exigencias de corriente de carga. • El voltaje de salida no debe contener componentes alternos (ripple =0) • La fuente debe poseer un sistema para limitar la corriente de salida(protección). El circuito regulador debe mantener el voltage ya sea sin carga (circuito abierto), en la cual no provee corriente, o a plena carga, entregando una corriente en la salida como lo indica la Fig 6.2. Este circuito no presenta una pefecta regulación, pues no mantiene el voltage voc mientras entrega corriente a la carga.
Io =0 Fuente Regulada vo =voc
Io =I L Fuente Regulada vo =vL
(a)(b)
Figura 6.2. Voltage de regulación. (a) Sin carga. (b) Con carga.
En un regulador ideal la diferencia entre el voltage de salida sin carga y el voltage de salida a plena carga es cero o sea voc-vL=0, vL es siempre menor. La relación presentada a continuación da cuenta de la cantidad de regulación en porcentaje, mientras menor sea, mejor es la regulación.
%regulación =
voc − vL x100vL
Esta relación ha sido definida con respecto a una condición de carga específica.
vo voc vL
Regulación Típica Regulación Perfecta
Io =I L Ro voc
IL Io
vo =vL
(a)
(b)
Figura 6.3. (a) Curva característica de una fuente de poder. (b) Circuito equivalente de un regulador con resistencia de salida.
Por otro lado, como vL=ILRL , podemos expresar el porcentaje (%) de...
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