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INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÌA MECÀNICA Y ELECTRICA
FUENTE DE ALIMENTACION DUAL
CORONA SOSA DELFINO 2010300968 MADERO GONZALEZ LUIS ENRIQUE 2011301467 RESENDIZ LOZANO ADAIR
2011300866
GRUPO: 6CV2
PROF. HUGO JORGE MACIAS PALACIOS
ENTREGA: 26/02/14
CRITERIOS A CALIFICAR DE LA FUENTE: Diseño de PCD………………………………………… Estañado……………………………………………….. Soldado de componentes……………………………. Simetría de componentes……………………………. Limpieza……………………………………………….. Blindaje………………………………………………… Presentación………………………………………….. Cableado………………………………………………. Funcionamiento……………………………………….. Montaje de componentes…………………………….
INTRODUCCIÓN La presente información muestra el diseño desde cero de una fuente de alimentación dual, está partiendo de los valores a la salida con los que se espera que el desempeño de la fuente se optimo. Cabe destacar que la fuente de alimentación a diseñar debe de cubrir una serie de etapas para abrir camino nombrando de izquierda a derecha tendríamos la primera etapa siendo esta un transformador que adecua la tensión de entrada respecto a lo que se necesita en la salida, aislando con ello la toma de entrada con la de salida, para este caso se podrán tener transformadores de acoplo, subida o bajada llevándose el nombre de acuerdo a los resultados obtenidos matemáticamente. Etapa número dos; rectificación en esta etapa se convierte la señal alterna en continua pulsante, siendo aquí donde se ara la selección de los diodos considerando la corriente en la carga se determina la familia del diodo y con el voltaje pico inverso la matricula. Como etapa número tres tendríamos la de filtraje, esta disminuye (atenúa) el voltaje de rizo convirtiendo la señal pulsante en directa continua, aquí se definirán los capacitores siendo estos los filtros que por cada ampere que entregue la fuente este será de mil doscientos micro faradios y algo importantísimo; él fusible este determinado por la corriente del devanado primario del transformador. Y como cuarta y “ultima” etapa se encontrara la etapa de regulación, está la encargada de mantener el voltaje requerido a la salida, con ella viene acompañado el condensador de desacoplo a la entrada; atenúa 100 veces el voltaje de rizo y el condensador de acoplo ambos utilizados como medida de seguridad. Agregando un extra a la fuente de alimentación se le conectara un circuito se sobre corriente y de protección contra cortos apoyados ambos en dispositivos transistores trabajando como switches.
OBJETIVO Diseñar una fuente de alimentación dual con un rango de salida de ±1.2 a ±20 volts 2 amperes, que utilice reguladores de voltaje en encapsulado TO22O, con circuito de sobre corriente y de protección contra cortos. El diseño deberá cumplir con todas las normas internacionales, en gabinete metálico con presentación profesional.
MATERIAL REQUERIDO
COMPONENTE REGULADOR (+) LM317A REGULADOR(-) LM337 3 TRANSISTOR TIP41 3 TRANSISTOR TIP42 4 DIODOS 1N54001 FUSIBLE FUSION RAPIDA 750mA PORTA FUSIBLE DE CHASIS 2 POTENCIOMETRO CHASIS 5K RESISISTENCIA 2Ω,3W RESISISTENCIA 1Ω, 3W RESISTENCIA 330Ω 1/4W CONDENSADOR DE TANTALIO 1uF CONDENSADOR DE TANTALIO 0.1uF 2 CONDENDENSADOR ELECTROLITICO DE ALUMINIO 2200uF, 50V 6 DISIPADOR DE CALOR TO220 5 BORNES GABINETE TRANSFORMADOR PLACA DE COBRE EN FIBRA DE VIDRIO 50X30 PLIEGO PAPEL COUCHE BRILLANTE 135GR 2 PERILLAS POTENCIOMETRO 2 MEDIDOR DE ARSONVAL 030V INTERRUPTOR REDONDO CON FOCO SOPORTE ESPACIADOR PARA PLACA ADHERIBLE OTROS GASTOS (SOLDADURA, TERMOFIL, CABLES, ETC)
DESCRIPCION
PRECIO MNX
ON SEMICON ON SEMICON STMICROELECTRONICS FAIRCHILD SEMICONDUCTOR ON SEMICON
$4,69 $11,19
LITTEL FUSE
$7,75
SCHURTER
$38,22
TT ELECTRONICS
$29.92
MULTICOMP MULTICOMP Generica
$0,67 $0,94 $1,00
VISHAY
$7,28
VISHAY
$6,35
NICHICON
$32.10
AAVID THERMALLOY
$28.14
JOHNSON CASA TORT AVILA48V 2A
$68.7 $250,00 $170,00
GENERICA
$120,00
PAPELERIA HERMANOS LOZANO GENERICA
$5.44
$2,00 $10.00
GENERICA
$190.000
GENERICA
$7,00
3M
$4.40 $650
TOTAL
$ 1657.06
Ahora el por qué de los dispositivos Datos a la salida de la fuente ±1.2v a ±20v 2 Amperes Ahora para la elaboración de cálculos esto se hace de acuerdo a las etapas de derecha a izquierda: Etapa 4 de regulación: La selección de estos dispositivos es simple, solo basto voltear a ver las hojas d especificaciones para ver que reguladores podrían cubrir el voltaje a la salida, tal así es el caso del… Positivo: opera desde los 1.2 hasta 37 volts,
Regulador LM317
Negativo: operando desde los -1.2 hasta -37 volts,
Regulador LM334
En estos fluirá también una corriente que se calcula a partir de un 70% de la corriente máxima a la salida: = 1.5 (como medida de seguridad)
(70%)(
)
Ahora dando paso al circuito de sobre corriente para ella necesitamos una resistencia exterior y un transistor… El valor 0.5v sacado de las hojas de especificaciones del transistor TIP41 que trabajara perfectamente con el voltaje y corriente requeridos a la salida.
(
)(
)
Agregando un 20% como medida de seguridad = (0.5181w)+(0.5181*0.2)= 0.6217w
[
(
)( ((
]
) )(
))
Para el cálculo de nuestro segundo resistor:
;
= 20v – 1.2v = 18.8v
(
)(
)
(
Resistor 1 trabajando a potencia.
)
Para la salida negativa (transistor) Resistor exterior. (
)
)(
(
)
Circuito de protección contra cortos: transistor limitador
: Valor y potencia del resistor limitador
Etapa de filtro: básicamente capacitores
TIP MACIAS
1200µf = 1 ampere 2400µf = 2ampere
Ajuntando a valores comerciales
Como etapa 1; selección del transformador
[
( )(
(
(
)
]
)(
)(
)
)
Calculado para diodo 1N501 motorola; el diodo on semiconductor utilizado responde de la misma manera.
Selección de los diodos: (PIV) voltaje pico inverso
Fusible: [
]
√
Por no tener un valor exacto, ajustando a valor comercial (TIP MACIAS) Circuito de sobre corriente y protección contra cortos
Diagrama de las conexiones de las diferentes etapas:
Etapa 1
Etapa 2
Capacitores de acoplo.
Etapa 3
Etapa 4
Circuito de sobre corriente y protección contra cortos
