TRABAJO COLABORATIVO I FASE 2: ETAPA REGULADORA DE TENSIÓN
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD PROGRAMA INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES. CURSO: ELECTRONICA BASICA.
PRESENTADO POR: CARLOS ANDRES LONDOÑO LOZADA CODIGO: 9725611
CÓDIGO CURSO: 201419_11
TUTOR: JAIRO LUIS GUTIERREZ
28 DE ABRIL DEL 2015
INTRODUCCION. La electrónica es el campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información. Esta información puede consistir en voz o música (señales de voz) en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números u otros datos en un ordenador o computadora. Los circuitos electrónicos ofrecen diferentes funciones para procesar esta información, incluyendo la amplificación de señales débiles hasta un nivel utilizable; la generación de ondas de radio; la extracción de información, como por ejemplo la recuperación de la señal de sonido de una onda de radio (demodulación); el control, como en el caso de la superposición de una señal de sonido a ondas de radio (modulación), y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que tienen lugar en las computadoras. Este trabajo se realiza con el fin de generar un proyecto de diseño y simulación de una fuente de alimentación regulada, a través de varias etapas, continuando con la segunda fase: Etapa reguladora de tensión, donde las temáticas propias del curso se desarrollaran con el conocimiento acerca sobre las lecturas realizadas en Diodos, Transistores y Amplificadores Operacionales, estas temáticas se encontraron desglosadas en el syllabus y también dentro del entorno de conocimiento del curso.
ACTIVIDAD INDIVIDUAL. REFERENCIA DE TENSIÓN. En este punto del diseño de la fuente alimentación regulada se debe elegir un diodo Zener cuyo valor de Voltaje Zener sea el voltaje de referencia de nuestro circuito regulador de tensión, en este punto se debe hallar el valor de la resistencia limitadora de corriente que mantendrá al Zener en un punto de operación seguro. En Pspice se cuenta con el Diodo Zener 1N750: 2.1 Usando la hoja del fabricante del Diodo Zener 1N750 completar siguiente tabla:
4.7 V
75 mA
400mW
2.2 Luego de conocer los valores de VZ e Izmax para el diodo 1N750 se debe hallar el valor de RS que es la resistencia limitadora de corriente para mantener al diodo Zener en un punto de trabajo seguro. Dadas las formulas completar la siguiente tabla: ()
( )
( ) ( )
( )
( )
Definiciones: : Valor de la fuente de tensión no regulada : Voltaje Zener (parámetro en hoja del fabricante). : Potencia máxima soportada por el Zener (parámetro en hoja del fabricante) : Potencia disipada por el Zener : Corriente en el Zener : Valor óptimo para el resistor limitador de corriente : Mínimo valor para el resistor limitador de corriente : Máximo valor para el resistor limitador de corriente
22mA
47.11mA
25.11mA
118.01mW
()
( ) ( )
47.11 mA
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) 0.295Ω
0.21 Ω
Corriente necesitada en la carga.
Investigue y proponga un circuito regulador que tenga mejores prestaciones que un simple diodo Zener para mantener constante una tensión pese a las variaciones en la tensión de entrada o de la carga. Regulador Básico Serie El regulador serie soluciona el problema del regulador paralelo incorporando un transistor (de potencia). Aquí la corriente que absorbe el diodo Zener no es la que no quiere la carga , sino la que no desea la base del transistor. Note que la corriente de carga es la corriente que circula de colector a emisor, luego . Esto implica que el valor máximo que podría circular por la base del transistor es la corriente , dividida por el del transistor. Luego en el caso en que la carga no requiera toda la corriente, por el Zener solo podría circular como máximo una fracción de la corriente de la base. El circuito funciona de la siguiente forma: La tensión , debe mantenerse fija ante variaciones de la corriente de carga (solo bajo el rango de diseño). El diodo Zener proporciona la referencia de voltaje al cual debe permanecer el regulador, . Siempre debe estar polarizado adecuadamente, a lo menos debe circular
Si existe un incremento de la corriente de carga , (por disminución de ), esto implica una disminución del voltaje , entonces el voltaje aplicado = aumenta, lo que lleva a un incremento de la corriente de base. Finalmente aumenta la corriente de colector, restaurándose del original. Si existe una disminución de la corriente de carga, crece , luego disminuye , lo que
lleva a una disminución de la corriente de carga , disminuyendo . El resistor R se debe diseñar para que por el diodo Zener circule la corriente mínima necesaria para que se polarice adecuadamente. Además, proporciona la corriente de carga máxima ( ). Así
En la práctica se puede considerar = 0:1 El transistor utilizado de cumplir con los requerimientos de potencia adecuados. La potencia disipada en un transistor BJT se define
La diferencia entre el voltaje entrada máximo y el voltaje de la carga multiplicada por la corriente de colector no debe superar la potencia del transistor. El regulador de la figura, es una variación del regulador serie, para esta situación se establece que
Se define . El capacitor hace que la corriente sea constante. El regulador serie funciona en base a un tipo de realimentación, pues la salida tiene efecto sobre las variables de entrada, sin embrago no está clasificado como regulador realimentado.
CONCLUSIONES. 1. Al final de la fase 2, podemos inducir, deducir, analizar, construir en definitiva, desarrollamos una amplia gama de actitudes y conocimientos propios de la electrónica básica. 2. Por medio de videos y tutorías virtuales, el estudiante conoció los principios de las unidades correspondientes a la electrónica básica, aplicados en el foro del trabajo colaborativo 2. 3. A través de las formulas relacionadas con la etapa reguladora de tensión, se realizó los cálculos matemáticos para desarrollar la actividad. 4. A través del análisis de la unidad 1, 2 y de la web conferencia, se encontró la fuente alimentación regulada que se debe elegir, en este caso un diodo Zener cuyo valor de Voltaje Zener será el voltaje de referencia de nuestro circuito regulador de tensión,
BIBLIOGRAFIA. Gutiérrez L., (2014), Universidad nacional abierta y a distancia UNAD, escuela de ciencias básicas, tecnología e ingeniería, Curso: electrónica básica, Unidad 1, Bogotá D.C. Colombia. Extraído el 12 de febrero del 2015 en: http://152.186.37.83/ecbti01/mod/book/view.php?id=3717 Gutiérrez L., (2015), Universidad nacional abierta y a distancia UNAD, escuela de ciencias básicas, tecnología e ingeniería, Curso: electrónica básica, guía y rubrica integrada de actividades, Bogotá D.C. Colombia. Extraído el 12 de febrero del 2015 en: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201419/AVA_20151/Guias_2015/Rubrica_Analitica_201419.pd f CDIL., (2015), hoja del fabricante del Diodo Zener 1N750, datateca UNAD. Disponible en:http://datateca.unad.edu.co/contenidos/243006/Archivos/Hoja_caracteristica_Zener_1N746_to_1N7 59A.pdf J.I Huircán. (2015). reguladores de voltaje, tipos de reguladores, regulador básico paralelo. pág. 2 Extraído el 27de abril del 2015 en: http://quidel.inele.ufro.cl/~jhuircan/pdf_ctosii/reguieee.pdf
