REGULADORA DE VOLTAJE FASE 2
ELECTRONICA ANALOGA 233006_12
VICTOR ALFONSO CARDONA Cod 14570994
Tutor Ing. JAIRO LUIS GUTIERREZ UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA INGENIERIA EN ELECTRONICA CARTAGO,OCTUBRE DE 2016
En esta fase se debe diseñar el circuito que tendrá como objetivo mantener constante el voltaje de salida, independientemente de las variaciones en el voltaje de entrada o de la corriente demandada por la carga.
El tipo de regulador solicitado en el diseño de la fuente de alimentación es el regulador de tensión lineal o serie por una etapa de tensión referencia lograda con un regulador Zener, un circuito de muestreo el cual detecta variaciones de tensión en la salida esto se logra con dos resistores en configuración de divisor de voltaje, el amplificador de error o circuito comparador se usa un amplificador operacional y finalmente como elemento de control se usa un transistor Darlington
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
75
500 = 0.5
2.2 Luego de conocer los valores de VZ e Izmax para el diodo 1N750 se debe hallar el valor
de R S 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: VS: Valor de la fuente de tensión no regulada VZ: Voltaje Zener (parámetro en hoja del fabricante) PZmáx: Potencia máxima soportada por el Zener (parámetro en hoja del fabricante) PZ: Potencia disipada por el Zener IZ: Corriente en el Zener R S: Valor óptimo para el resistor limitador de corriente R Smín: Mínimo valor para el resistor limitador de corriente R Smáx: Máximo valor para el resistor limitador de corriente
V = V(SAL) = 18,6V IZin = IZx ∗ 0,15 IZin = 75ma ∗ 0,15 = 11,25ma Is = ( − ) (18,6 −4,7) = 13,9 = 19,85 = 0,7Ω 0,7Ω Hallamos RSmin y RS max para encontrar RS
= ( − )
−4,7 = 18,6 75 13,9 = 185,333 = 13,9 = 75 0,075 = 0,2Ω − 4,7 = 13,9 = 13,9 = 1235,5 Rx = ( − ) = 18,6 11,25 11,25 0,01125
= 1,2Ω Ahora hallamos el valor RS
= ( +2 ) = 185,33Ω +2 1235,5Ω = 1421 2 = 710,5Ω = 0,7Ω = ∗ ≈ = 4,7 ∗0,01985 = 0,09193 = 91,932 18.6 V
IZin 11.25 mA
I 19.85 ma
R 710,5Ω
PZ 91,932
2.3 ¿Porque IZ es aproximadamente igual a IS?
el diodo zener regula tension es decir mantiene la tension de salida constante independientemente de las variaciones que se presenten en la linea de entrada o del comsumo de la corriente de las cargas conectadas al circuito. Por tal motivo las cargas son iguales
CIRCUITO DE MUESTREO Y AMPLIFICADOR DE ERROR
El circuito de muestreo está constituido por dos resistencias R1 y R2 que forman un divisor de tensión, el valor de R2 se toma de manera arbitraria y en este proyecto será de 1KΩ. Se sabe que el valor de tensión de salida del regulador Vsal = 8 V y como se cuenta con el valor de R2 se puede entonces proceder a encontrar el valor de R1 despejando de la siguiente fórmula de divisor de tensión.
Vsal =
+ V
Z
También es necesario tener en cuenta que la tensión de salida del divisor de tensión debe de ser igual a la tensión de referencia entonces:
= = 4,7 2.4 Hallar el valor de R1
De la siguiente formula, conocemos las siguientes variables:
= 8 = 1 = 4,7 − 1 ∗ 2 1 = 8 − 1 ∗ 2 1 = 4,7 8 − 1 ∗ 1 1 = 4,7 1 = 0,70Ω 0,70Ω 2.5 Para
elegir el amplificador operacional a usar en el diseño se debe tener en cuenta la tensión de polarización que este puede soportar para ello se debe verificar en la hoja del fabricante si el amplicador operacional uA741 puede ser implementado sin ser destruido:
8
22
2.6 ¿Es
seguro usar este amplificador operacional uA741? Responda sí o no y justifique su respuesta. si
no
Por que
×
La tension regulada de salida del amplificador operacional es de 8 y los valores encontrados tales como =
18,6
2.7 Responda si la siguiente afirmación es falsa o verdadera y ¡Justifique porque! “El
amplificador operacional usado en el circuito regulador serie está configurado como
amplificador derivador”
2.8 Calcule la ALC ganancia de lazo cerrado de amplificador
= + 1
1 +1 = 2,428 = + 1 = 0,7
2,428