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APUNTES DE LABORATORIOS DE ELECTRONICA
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PROYECTO : FUENTE DE ALIMENTACION
I.- FUNDAMENTO TEORICO FUENTE DE ALIMENTACION Una fuente de alimentación o de poder, convierte la corriente alterna (220 VAC) de la línea en corriente continua (CC o DC) para alimentar los diferentes equipos electrónicos. DIAGRAMA EN BLOQUES DE UNA FUENTE DE ALIMENTACION La fuente de alimentación consta de las siguiente partes:
a.- TRANSFORMADOR DE ENTRADA Reduce el voltaje de la línea o red al voltaje de AC necesario para lograr un voltaje de salida DC adecuado.
b.- CIRCUITO RECTIFICADOR Esta conformado por dos o mas diodos de silicio. Estos se encargan de dejar pasar los semiciclos positivos o negativos de la tensión AC entregados por el transformador de entrada. A este proceso de dejar pasar los semiciclos positivos o negativos de la AC se conoce como rectificación positiva o negativa respectivamente.
c.- FILTRAJE Constituido generalmente por condensadores mayores de 100 uF con o sin bobinas de choque, los cuales se encargan de eliminar el rizado en la salida.
d.- ESTABILIZADOR DE VOLTAJE Mantiene constante el voltaje de salida de la fuente contra variaciones de consumo de corriente del equipo o carga conectada en los terminales de salida de la fuente.
e.- REGULADOR DE VOLTAJE VARIABLE Básicamente compuesto por una resistencia variable de tipo lineal y semiconductores asociados. Su propósito es ajustar el voltaje de salida DC de la fuente al voltaje de carga o equipo conectado en los bornes de salida de la fuente.
f.- CIRCUITO DE PROTECCION Evita que los dispositivos y componentes electrónicos se deterioren por efecto de cortocircuito o excesivo consumo de corriente en los bornes de salida de la fuente.
EL DIODO ZENER
Los diodo rectificadores y los diodos para señales pequeñas nunca se emplean intencionalmente en la región de rompimiento, ya que esto podría dañarlos. Un diodo Zener es diferente, se trata de un diodo de silicio que se ha diseñado para operar en la región de rompimiento. En otras palabras, a diferencia de los diodos ordinarios que nunca trabajan en la región de rompimiento, los diodos Zener funcionan mejor en la región de rompimiento. Llamado a veces diodo de rompimiento, el diodo Zener es la esencia de los reguladores de voltaje, los cuales son circuitos que mantienen el voltaje casi constante sin importar que se presenten grandes variaciones en el voltaje de línea y la resistencia de carga.
La Fig. A muestra el símbolo de un diodo Zener. Variando el nivel de impurificación de los diodos de silicio, el fabricante puede producir diodos Zener con voltaje de rompimiento que van desde 2 hasta 200 V. Estos diodos pueden operar en cualquiera de las tres regiones: directa, de fuga y rompimiento. La Fig. B muestra la gráfica I-V de un diodo Zener. En la región directa, comienza a conducir aproximadamente a los 0.7 V igual que un diodo ordinario de silicio. En la región de fuga (entre cero y el rompimiento) exhibe solamente una pequeña corriente inversa. En un diodo Zener el rompimiento tiene una rodilla muy pronunciada, seguida de un aumento casi vertical de la corriente. Nótese bien que el voltaje es casi constante, aproximadamente igual a VZ para un valor particular de la corriente de prueba IZT.
II.- CIRCUITOS A UTILIZAR
III.- ANALISIS DE CORRIENTES Y ELECCION DE COMPONENTES
a.- TRANSFORMADOR DE ENTRADA
b.- CIRCUITO RECTIFICADOR
c.- FILTRAJE
Calculo de voltaje de CD
La componente CA del voltaje de salida es: V’r = (XC / R)Vr = (1.3/2.2)(3.33) V’r = 1.96 V De donde : VCD(con rizo) = 31.18V – (1.96V)/2 = 30.2 V El diodo LED indicador de funcionamiento de la fuente (POWER) trabaja con un voltaje de 2 V y una corriente de trabajo de 20 mA. Por lo que la resistencia debe ser de: Reemplazando: R = (30V-2V) / 20 mA R = 900 W Un valor comercial puede ser el de 1KW d.- ESTABILIZADOR DE VOLTAJE
e.- REGULADOR DE VOLTAJE VARIABLE
IC2 = Ib1 = IO / 30 = 0.4 / 30 = 0.013 A PQ2 = (30V – 1)(0.4) = 11.6 W PQ3 = (30V – 1 - 0.7V )(0.013A) = 0.36 W
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