ELECTRÓNICA ANALOGA TRABAJO COLABORATIVO FASE 3
HERNAN QUIÑONEZ FORERO 1102351826 OSCAR HERNÁN SÁNCHEZ MAORGA MAORGA 10!!1"3"85 #$%&'( A()*+& L',J.-( C-/$%' G-*- O*',' 1088202!8
TUTOR ANGEL ALEJAN4RO RO4RIGUEZ
CURSO 2080""5
UNIVERSI4A4 NACIONAL ABIERTA A 4ISTANCIA 2015
INTRO4UCCIÓN Por medio de la fase 3 del trabajo colaborativo de electrónica análoga, se pretende realizar la simulación de un circuito con diversos componente (condensador, regulador lm337, resistencias y amplificador de corriente, cada uno de estos componente va a tener una repercusión en el flujo de la señal eléctrica propuesta en el trabajo colaborativo y parte de este trabajo ará referencia a la función de cada uno de los componentes! "l programa utilizado para la simulación del circuito se llama proteus y cada una de las imágenes insertadas dentro del trabajo colaborativo evidencian el uso de este!
A S7 )77 *7-%$,-* %- &$/.%-$9( : -(;%$&$& )7 %- &$<.$7(=7 >$<.*-
C1 C'()7(&-)'* )7 "!00.F Por medio del almacenamiento #ue realiza el condensador, protege el flujo de la corriente aten$a el rizado de la fuente de alimentación, también ayuda a proteger sobretensión al circuito
U1 LM33! %egulador de voltaje negativo, mediante este regulador se controla el rizado del flujo de corriente y se controla la tensión de salida como se #uiere, tiene un rizado de &'db
RV1 : R1 R7&$&=7($-& on el divisor para el voltaje de ajuste, variando %)* se controla el voltaje de salida
Q1 TI?3055 "s el amplificador de corriente!
C2 C'()7(&-)'* +ondensador de compensación de frecuencia
ANALISIS "l circuito tiene una regulación negativa con amplificación de corriente, cuenta con una señal de entrada 3-v.+ con regulador de voltaje negativo /0337, dependiendo el potenciómetro de 12 se puede variar la intensidad de *!-1v asta el voltaje de -!33v se puede variar, seg$n su potenciómetro dado, también tenemos un transistor 45P-611, éste funciona amplificando la corriente #ue tiene una intensidad al medir la corriente de '!'1 a -!36! .e esta manera se analiza el circuito con sus funciones estipuladas! S7 @*7=7()7 .7 &7 -(-%$7 %- >.($9( )7% '()7(&-)'* )7 "!00.F .7 >.($9( ./@%7 7% LM 33! '/' &7 )77 %$(7-%$,-* .( @'=7($9/7=*' : '/' &7*$- %- &7-% )7 &-%$)- )7% $*.$=' C'()7(&-)'* )7 "!00.F "ste condensador o capacitor almacena carga reduciendo el rizado de la señal, entregando un flujo de señal estable al regulador, de esta manera también se protege el regulador! "ste condensador también sirve para mantener el circuito y los demás componentes en correcto funcionamiento! "n operación el /0337 tiene una referencia de tensión interna de precisión #ue desarrolla una tensión nominal de *!-1 voltios, )%"8, entre la salida y la terminal de ajuste! /a tensión de referencia aparece a través del resistor programado, %*! /a manera de operación del lm 337 es la regulación de una tensión de voltaje a *!-1 voltios dc entre la entrada y la salida del terminal, programando la terminal de resistencia
a terminal ajustable, este tensión puede ser regulada a mas o menos voltaje, sin revasar las capacidades má9imas y m:nimas de este transistor! +omo )%"8 es constante, e9iste una corriente constante, 5* a través del resistor programado! /a tensión de salida está dada entonces por Vo = VREF + ( I1 + IADJ ) R2 = VREF + ( VREF R2 / R1 ) + IADJ R2 = VREF ( 1 + R2 / R1 ) + IADJ R2
;ótese #ue si )%"8, %*, %- e 5.< son constantes, entonces )o también es una constante! menudo se utiliza un capacitor de paso de entrada! Para casi todas las aplicaciones, es adecuado un capacitor de disco de '!*m8 o uno sólido de tantalio de * m8! "ste capacitor corta las variaciones de alta frecuencia #ue ocurren en los circuitos adjuntos! un#ue el /0337 es estable sin capacitores de salida, como en cual#uier circuito retroalimentado, ciertos valores de capacitancia e9terna pueden provocar oscilaciones e9cesivas conocidas como timbrado! "ste se produce con capacitancias entre 1'' y 1''' m8! =n capacitor de tantalio sólido de * m8 (o electrol:tico de aluminio de -1 m8> en la salida reduce este efecto y asegura la estabilidad! continuación se muestra el diagrama funcional del /0337?
plicaciones? • • • •
+ual#uiera #ue re#uiera salida de voltaje negativo regulado o corriente regulada! "lectrónica de consumo "#uipos de medición plicaciones portables
L$(7-%$,-* .( @'=7($9/7=*'
e puede linealizar de 3 formas! *! "n este circuito se trabaja con un potenciómetro logar:tmico, para obtener una señal lineal se reemplazar:a por un potenciómetro lineal! -! 0ucas de las veces la respuesta del potenciómetro depende del material del #ue está eco, para linealizar una parte de su recorrido se puede por medio de resistencias pero esto limitar:a la capacidad, es decir@ 12 #uedar:a de -!12, en el pin central se pondr:a a tierra con esto nunca llegar:a a cero y en la parte superior del potenciómetro se ar:a lo mismo con resistencias fijas! 3! "n el regulador de voltaje también se podr:a colocar un filtro o condensador para #ue atenué la señal, este método aplicado en audio puede atenuar la señal!
S7-% )7 &-%$)-? /a señal de salida depende del valor y estado del potenciómetro, "jemplo? 'A B 3*!3 ) 1'A B 3*!6 ) *''A B 3- )
C 47 $<.-% /-(7*- : '( 7% >$( )7 @*'=7<7* 7% LM 33! 7D$&=7 .(- @*'=7$9( @-*@*'=7<7*%' )7 '**$7(=7& $(7*&-& @'* %' =-(=' .&=7)7& )77( $(7&=$<-* )$' /+=')' Para proteger el regulador /0337 de corrientes inversas se utiliza un diodo de serie *;C''C o similar entre la entrada y salida del regulador (/0337>! "n este caso como el voltaje es negativo entonces, el .iodo debe ponerse con el Dnodo a la entrada y el cátodo a la salida, se puede poner un diodo entre los terminales de salida y entrada para proteger al regulador de posibles voltajes en sentido opuesto! "sto se ace debido a #ue cuando la fuente de voltaje se apaga, algunas veces el voltaje de salida se mantiene por encima del voltaje, por más tiempo #ue el voltaje de entrada! e pone el Dnodo acia el terminal 5; y el +átodo acia el terminal E=4
4 E% LM 33! =$7(7 )$>7*7(=7& -@%$-$'(7&
[email protected]&=-& 7( 7% )-=-&77= &7 @*'@'(7 .7 -)- 7&=.)$-(=7 &.&=7(=7 .(- @'&$%7 -@%$-$9( U(- 7, *7-%$,-)' 7&=' -).(' )77*; &.$* &. -@'*=7 : *7-%$/7(=-* - %'& '/@-7*'&
"sta fuente de voltaje variable de doble polaridad permite disponer de dos salidas de voltaje independientes, una positiva y otra negativa con un má9imo de amplitud de *1 voltios y F *1 voltios, con una corriente má9ima de *!1 amperios! "sta fuente de alimentación es ideal para alimentar circuitos con doble polaridad como algunos amplificadores de audio y aplicaciones con amplificadores operacionales! 8uncionamiento de la fuente de voltaje variable de doble polaridad "sta fuente utiliza el regulador variable de voltaje /03*7 para la salida de voltaje positivo y el regulador variable de voltaje /0337 para la salida de voltaje negativo! Para variar el voltaje de salida se utilizan dos potenciómetros! )er el diagrama! Gay #ue recordar #ue estos reguladores tienen la limitación de no poder entregar voltaje igual o inferior a *!- voltios (en el caso de la salida de voltaje positivo> y *!- voltios (en el caso de la salida de voltaje negativo>! Para solventar este problema se pueden colocar en serie con la salida de cada regulador, dos diodos rectificadores (por ejemplo el *;C''3>, #ue darán una ca:da de voltaje de? '!) F '!) B *!-)! "sto causará #ue la salida final esté siempre disminuida en este voltaje, pero para la mayor:a de las aplicaciones no es ning$n inconveniente! /os condensadores electrol:ticos? +*, +-, +3, +C son los filtros #ue aplanan la onda de salida del puente de diodos, antes de #ue entre en cada regulador! /os condensadores +1, +, +7 y +& se utilizan para mejorar la respuesta transitoria! 0uy importante es #ue cada regulador cuente con un disipador de calor, mientras más grande mejor! i su utilización es muy constante se le puede colocar un ventilador para enfriar los disipadores, pero normalmente esto no es necesario! "l /0337 es capaz de proporcionar muy buena carga de regulación, pero se necesitan algunas precauciones para obtener má9imo rendimiento! Para un mejor rendimiento, la
resistencia de programación ( %*> debe ser conectada tan cerca al regulador como sea posible para minimizar la l:nea #ue aparecerá efectivamente en serie con la referencia, de ese modo regulación degradada! "l e9tremo de tierra de %- puede ser devuelto +erca del suelo de carga para proporcionar sensación de tierra remota y mejorar la regulación de la carga!
/ista de componentes de la fuente - resistencias? %3B%C? -C' omios H I Jatt 3 potenciómetros? %*B%-? 1K - capacitores electrol:ticos? +*B+-? --''u8 H 31 voltios o más C capacitores electrol:ticos? +3B+CB+1B+? *u8 H 31 voltios o más - capacitores electrol:ticos? +7B+&? *''u8 H 31 voltios o más * puente de diodos (.L*> de - amperios * regulador de voltaje positivo (=*>? /03*7 * regulador de voltaje negativo (=->? /0337 - disipadores de calor * interruptor para colocar en el primario del transformador * transformador, (4*> con derivación central, de **'B--')+ a 3')+, - amperios
7 S7 )77 )$&7-* .( $*.$=' -/@%$>$-)'* )7 &7-% =$@' &7('$)-% )7 -/@%$=.) )7 10/ : >*7.7($- 5, )7 7(=*-)- : <7(7*-* .(- &-%$)- '( .(- <-(-($- )7 50 77& 7&=7 $*.$=' )77 &7* >-*$-)' '( =*-(&$&='*7& FET .&=7) 7& %$*7 )7 7&'<7* %- '(>$<.*-$9( )7% $*.$='
/a configuración del circuito amplificador #ue se utilizo fue la de 8uente com$n utilizando el transistor -;3&*6 <8"4, /a ganancia del circuito está dada por la formula? G
=−
gm∙R D
i
gm
R D=
=
0.004 mS
50 0.004
a una corriente de trabajo de '!m
12500 Ω
=
V RD = R D ∙ I D =12500 V ∙ 0.6 mA =7.54 V
Para calcular la resistencia %s se aya el voltaje )s, asumiendo un voltaje de )dsB1) V S =V DD −V RD−V DS =15 V −7.5 V − 5 V =2.5 V
"ntonces la resistencia % se calcula con la ley de om RS =
V S I D
2.5 V =
0.6 mA
4166 Ω
=
0ediante la información #ue brinda el fabricante en la oja de datos, averiguamos el voltaje de puerta a la corriente de trabajo!
)gsB '!71) )gsB)M) )M B )M F ) )M B '!71 F -!1 )M B *!71) e calcula un divisor de tensión #ue asegure *!71) en )M e utilizaron las resistencias %* B *10N %- B *!60N
CONCLUSIONES través de un circuito de regulación de voltaje variable con regulador lm337 se puede concluir los componentes inmersos en dico circuito tienen como objetivo optimizar el paso de corriente ya sea para reducir el flujo o para aumentarlo, también para regularlo de tal manera #ue no afecte el circuito a la ora de tener e9cesos en el flujo de señal, también al usar un osciloscopio se denota una señal sinodal y como $ltima medida por medio del dataseet se e9pusieron las diferentes aplicaciones
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Fuente de voltaje variable de doble polaridad 4omado de?
ttp?HHunicrom!comHcirOfuentevoltajevariabledoblepolaridad!asp 4" 5;4%=0";4! (-'*1>! L!"# "$%er&inal Adju'table Reulator' ttp?HHJJJ!ti!comHlitHdsHsymlin2Hlm337!pdf ttp?HHJJJ!uned!esHfacfisiHcdromOcfisicasHasigH-cicloHfisiindHcuartoHelect*H-ppH4ema&HProbO &1!pdf http://pdf1.alldatasheet.es/datasheet-pdf/view/11667/ONSEMI/LM337.html http://fuente127.l!"sp!t.#!m/p/$e"ulad!$-lm317-%-lm337.html
