RECTIFICACIÓN RECTIF ICACIÓN DE MEDIA ME DIA ONDA Y ONDA COMPLETA, COMPLETA, FILTROS FILTROS CAPACITI CAPACITIVOS VOS Y REGULADORES REG ULADORES DE VOLTAJE VOLTAJE Catota Jonathan, Flores Alean!ra" Fa#$lta! !e In%en&er&a El'tr&#a ( eletr)n&#a" Es#$ela Pol&t'#n&#a Na#&onal GR * onathan"#atota+en"e!$"e#, alean!ra"-lores+en"e!$"e#" alean!ra"-lores+en"e!$"e#"
456imo bloqueo de voltaje DC900V DC900V
Objetivos:
Familiarizar al estudiante con el proceso de rectificación y los factores que en ello intervienen. Comprobar la disminución de la componente alterna obtenida en rectificadores de media onda y onda completa considerando el uso de un filtro capacitivo Definir el concepto de voltaje de rizado en un proceso de rectificación considerando el uso de un filtro capacitivo. Analizar las características de un regulador de voltaje. Verificar erificar el funcionamie funcionamiento nto de rectific rectificador adores es con reguladores de voltaje con diodo ener. !dentificar las etapas de rectificación" rectificación" filtrado y regulación en un circuito regulador de voltaje"
I. INTRODUCCIÓN Los #&r#$&tos re#t&-&#a!ores nos er.&te trans-or.ar $na on!a !e /oltae !e AC a se0al !e on!a DC o se0al #ont&n$ #on t&n$a, a, Para Para !&#ho !&#ho o1et& o1et&/o /o nos 1asare 1asare.os .os en los !&st&ntos t&os !e re#t&-&#a!ores 2$e o!e.os #onstr$&r .e!&ante ele.entos as&/os #o.o3 !&o!os, res&sten#&as, #aa#&tores e &n!$#tores" !!. 1.
Desarrollo
#specificaciones) &Configuración ;nico &Conteo de 1ines : &Corriente Directa Directa 4edia de 1ico -A &Corriente !nversa de 1ico 0.00*4a Dimensiones -*.: 6 *.0< 6 --.=ongitud -*.:mm &(ensión Directa de 1ico -.-V &(ensión !nversa 748 de 1ico -:0V &(ensión &(ensión 7epetitiva !nversa de 1ico 00V &(ipo de #ncapsulado D2 &(ipo &(ipo de 4ontaje en orificio pasante &(ipo &(ipo de 1uente 4onof5sico &(ransitorios de corriente directa no repetitiva de pico *0A . Analiar Analiar los circuitos circuitos rectificador rectificadores es de $edia onda, onda co$pleta con tap central ) onda co$pleta tipo puente, calcular los *alores AD ) DC de *olta+e ) corriente. Utiliar una fuente de 1 "r$s ) co$o carga una resistencia de ,- /. Circuitos rectificadores de media onda )
Consultar las las car características de un pue puente recti rectific ficado adorr integra integrado do (1A, (1A, !! !!"#I "#I,, $%&i$o $%&i$o 1 p%gina'. #l rectificador de puente convierte una entrada de corriente alterna $ac% en una salida de corriente continua $dc% para aplicaciones de rectificación de onda completa. &Alta capacidad de transitorio de corriente &Carcasa &Carcasa de alta rigidez diel'ctrica (emperatura de unión operativa) &** + C a , -* + C / (emperatura de almacenamiento) &** + C a , -*0 + C 1uente rectificador rectificador D2-03) 456imo voltaje 7489-:0V
Valor DC)
Valor V748 de AC)
Valor VRMS de AC:
Circuito Rectificador de onda completa Tipo puente:
Toma central:
a% 0? @ Figura . a% 0? @ D en polarización directa 1.D D3 en polarización inversa 1.! V7>9Vin b% ? @ D3 en polarización directa 1.D D en polarización inversa 1.! V7>9 &Vin Valor DC:
D- y D: en 1.D D y D3 en 1.! V7>9Vin b% ? @ D- y D: en 1.! D y D3 en 1.D V7>9 &Vin >os valores de AC y DC son similares" puesto que la seal de onda en la resistencia es la misma.
Valor DC:
b% ? @ , E D- en polarización directa 1.!
Valor VRMS de AC:
Donde) 1=() 1=(120)
0. Diu+ar en 2o+as de papel $ili$etrado las for$as de onda de salida esperadas para cada uno de los rectificadores indicados en el punto .
1ara calcular la corriente en la carga simplemente tenemos que tendremos que dividir el voltaje para la resistencia.
AB#. . Realiar las siguientes tareas teniendo en cuenta 3ue se utilia un circuito rectificador de $edia onda con tres diferentes capacitores de !.1 45, 1! 45 ) 1!! 45 ) una resistencia de carga de .- /.
a. Calcular el *alor de *olta+e ) de corriente continua en la carga. a% -? @ E-@ t @ G, E D- en polarización directa 1.D #l capacitor se carga instant5neamente V7>9Vin t H G, E D- en polarización directa 1.!
. Calcular el *alor de *olta+e ) de corriente R67, ) su *olta+e de riado.
8i apro6imamos la forma de onda de salida a una onda triangular y suponemos la carga instant5nea del capacitor)
Donde) Vrpp9 voltaje pico&pico de la seal de salida ( es el periodo"
c. Diu+ar en papel $ili$etrado (en un solo gr%fico', las for$as de onda de *olta+e a la entrada del circuito ) el *olta+e sore la carga del $is$o. AB#. *. Calcular los par%$etros solicitados en el punto anterior considerando dos rectificadores de onda co$pleta (tap central ) tipo puente' ) el uso de un filtro capaciti*o. Utiliar los $is$os *alores de la resistencia de carga ) con los 0 capacitores del punto .
Voltaje de rizado)
Figura *. 1ara C90.-uF) Vp9-I-.:-9-=.JK
1ara C90.-uF)
1ara C9-0uF)
1ara C9-0uF)
1ara C9-00uF)
Vp9-I-.:-9-=.JK
Rectificador tipo puente:
Vp9-I-.:-9-=.JK
8&plicar los ca$ios 3ue se otienen al usar un *alor de capacitancia diferente ) co$o *aría el *olta+e de riado de acuerdo al *alor de capacitancia. 6.
Los #aa#&tores en estos t&os !e #&r#$&tos se en#ar%an !el -<ra!o !e la se0al, alanan!o el /oltae !e r&4a!o !een!&en!o !e s$ #aa#&!a!"
1ara C90.-uF) Vp9-I-.:-9-=.JK
Al .o.ento !e alanar !&#ho /oltae !e r&4a!o, estar5a.os .eoran!o la sal&!a !e DC !e la se0al, .&entras .6s %ran!e sea el /alor !e la #aa#&tan#&a ten!re.os $na .eor #al&!a! !e se0al #ont&n$a o !e DC" El /alor !e la #aa#&tan#&a, !eter.&na o a($!a a !eter.&nar el laso !e t&e.o en 2$e este tar!ara en !es#ar%arse ( !a!o el #orto t&e.o 2$e t&enen los er&o!os !e las on!as, las se0ales se ha#en .6s $ras al a$.entar el /alor !e la #aa#&tan#&a"
1ara C9-0uF) Vp9-I-.:-9-=.JK
1ara C9-00uF)
-. Realiar ) presentar la si$ulaci9n de cada uno de los circuitos a i$ple$entarse en el laoratorio tanto en #roteus co$o en :UCs. i!ura ":
;. Consultar las características t
i!ura $
Diodo =ener 1N>?@ CARACT8RI7TICA7 7 Ran%o !e /oltae3 8"9V a :*V DATO7 68CBNICO7 7 Caso3 #aa sella!a !e #r&stal 7 Plo.o3 MIL;STD;8<8E, M'to!o 8<= %arant&4a!o 7 Polar&!a!3 la 1an!a !e #olor &n!&#a el e>tre.o !el #6to!o 7 Pos&#&?n !e .ontae3 C$al2$&era 7 Peso3 <"@: %ra.o 7Voltae no.&nal ener3 @BV 7Corr&ente !e r$e1a ener3 "= .A 7I.e!an#&a3 .&n3 @ Ma>3 B<< 7#oe-&#&ente t5&#o !e te.erat$ra3<"<=: Co 7Corr&ente .6>&.a re%$la!ora3 8=.A Diodo =ener 1N-A CARACT8RI7TICA7 7 Constr$##&?n t&o 1a1osa !o1le @N9H9A DATO7 68CBNICO7 7 Caso3 #aa sella!a !e #r&stal 7 Plo.o3 MIL;STD;8<8E, M'to!o 8<= %arant&4a!o 7 Polar&!a!3 la 1an!a !e #olor &n!&#a el e>tre.o !el #6to!o 7 Pos&#&?n !e .ontae3 C$al2$&era 7 Peso3 <,:H %ra.os 7Voltae no.&nal ener3 :"BV 7Corr&ente !e r$e1a ener3 B* .A 7I.e!an#&a3 .&n3 @< Ma>3 9<< 7I3 @.A
7M6>&.a #orr&ente !e so1retens&?n3 @8B<.A 7 Coe-&#&ente t5&#o !e te.erat$ra3<"<=: Co 7Corr&ente .6>&.a re%$la!ora3 8H8.A
Diodo =ener 1N-0;A CARACT8RI7TICA7 7 Constr$##&?n t&o 1a1osa !o1le @N9H9A DATO7 68CBNICO7 7 Caso3 #aa sella!a !e #r&stal 7 Plo.o3 MIL;STD;8<8E, M'to!o 8<= %arant&4a!o 7 Polar&!a!3 la 1an!a !e #olor &n!&#a el e>tre.o !el #6to!o 7 Pos&#&?n !e .ontae3 C$al2$&era 7 Peso3 <,:H %ra.os 7Voltae no.&nal ener3 ="8V 7Corr&ente !e r$e1a ener3 :@ .A 7I.e!an#&a3 .&n3 9"H Ma>3 << 7I3 <"H.A 7M6>&.a #orr&ente !e so1retens&?n3 HH<.A 7 Coe-&#&ente t5&#o !e te.erat$ra3<"<=: Co 7Corr&ente .6>&.a re%$la!ora3 @@<.A
El LM:@ es $n re%$la!or !e tens&?n os&t&/o #on : ter.&nales ( #on $n ran%o !e tens&ones !e sal&!a !es!e los @"8H hasta : /olt&os" Características Voltae !e sal&!a a$sta1le3 @"8 a : V Corr&ente !e sal&!a .a>3 @"H A Oera#&?n -lotante ara altos /oltaes Re%$la#&?n !e l&nea ( en la #ar%a !e <"@ Prote##&?n t'r.&#a #ontra so1re#ar%a Prote##&?n #ontra #orto#&r#$&to Te.erat$ra !e Tra1ao M6>"3@8HC Re!uladores inte!rados: *M$
%$El LM:: osee : ter.&nales !e /oltae ne%at&/o #aa4 !e entre%ar @<< .A ( $n ran%o !e sal&!a !e @"8 a : /olts" Re2$&ere solo !os res&stores ara -&ar la tens&?n !e sal&!a" Características Voltae !e sal&!a a$sta1le3 ;@"8H V a ;: V Corr&ente !e sal&!a .6>"3 @"H A Oera#&?n -lotante ara al&#a#&ones !e altos /oltaes *" Consultar las características de los siguientes reguladores Re%$la#&?n !e l5nea ( en la #ar%a !e <"@ Prote##&?n t'r.&#a #ontra so1re#ar%a integrados -;!>, -;;>, -;!, 601-, 600-. Prote##&?n #ontra #orto#&r#$&to Re!uladores inte!rados: %&'(
Características Voltae !e sal&!a3 H V Corr&ente !e sal&!a .6>"3 @ A Prote##&?n #ontra so1re#ar%a t'r.&#a L&.&ta#&?n &nterna !e #orr&ente #ontra #orto#&r#$&tos Voltae !e entra!a .6>&.o3 :H V Toleran#&a3 9 Ca5!a !e /oltae3 8 V t5&#o
1! .DiseEar un circuito 3ue per$ita otener a la salida un *olta+e si$
Re!uladores inte!rados: %&&(
Características Voltae !e sal&!a3 ="H V Corr&ente !e sal&!a .6>"3 @"H A Prote##&?n #ontra so1re#ar%a t'r.&#a L&.&ta#&?n &nterna !e #orr&ente #ontra #orto#&r#$&tos Voltae !e entra!a .6>&.o3 :H V Toleran#&a3 9 Ca5!a !e /oltae3 8 V t5&#o Te.erat$ra !e Tra1ao M6>"3@H<C T&o !e En#as$la!o3 TO;88< Re!uladores inte!rados: %&')
Características Voltae !e sal&!a3 * V Toleran#&a !e sal&!a 9 Corr&ente !e sal&!a .a>3 @ A Voltae !e entra!a .a>3 :H V Voltae !roo$t t5&#o3 8 V Prote##&?n #ontra so1re#ar%a t'r.&#a Prote##&?n #ontra #orto#&r#$&to En#as$la!o TO;88< Re!uladores inte!rados: *M$"%
11. #ara los circuitos de la 5igura 1, 5igura ) 5igura 0 calcular "alores de *olta+e DC ) R67 sore la carga ) sore el capacitor cuando corresponda. 5actor de riado sore la carga ) sore el capacitor. Diu+ar en 2o+as $ili$etradas las for$as de onda 3ue se espera otener. 5igura 1
@iliografía
Carga V!#K "<8 / Vr.sK "<= / VrrK <"
Capacitor V!#K @H=/ Vr.sK @B8/ VrrK 9/
5igura
Carga V!#K B"
Capacitor V!#K =8": / Vr.sK @@/ VrrK :9" /
5igura 0
Carga V!#K <"H / Vr.sK <"H / VrrK </ Para o1ser/ar las -or.as !e on!a %ra-&#a!as re/&sar ane>os"
M&#ro Co..er#&al Co.onents, M&#ro #o.er#&al #o.onents, :< @@ 8<<:" En l5nea" A/a&la1le3 htt3!-"!atasheet#atalo%"net!atasheet !-.##DQ@<@toDQ@<"!- " lt&.o a##eso3
