Reguladores Discretos e Integrados Pablo Isaac Cisneros Ordoñez
Facultad Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Escuela Politécnica Nacional Quito, Ecuador
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-. En el siguiente documento se realizo con la -. Resumen función de dar a conocer el manejo de los reguladores de tensión o de voltaje, ya sean estos discretos e integrado, los cuales se los tratara de forma separada ya sea el caso de los discretos o de zéner, así como los integrados en los cuales se explicara la forma de cálculo y el manejo de cada uno de estos y cuáles serán sus equivalentes para poder trabajar con dispositivos electrónicos de ruptura como lo son los diodos zéner.
I. INTRODUCCIÓN ste trabajo es realizado con el afán de que se pueda dar un mejor estudio de los reguladores de voltaje en los cuales se tratara en dos temas por separado: los reguladores discretos y los integrados.
E
Fig.2.Circuito con diodo zéner
Fig.3.Circuito abierto con diodo zéner Hay que calcular el voltaje en la carga, para eso se considera que no existe el diodo zéner, por lo que se utiliza el método del divisor de voltaje: V VL Vin
II. CONTENIDO A. REGULADORES DISCRETOS O ZÉNER. Concepto.-
El diodo zéner es un tipo especial de diodo que opera en la región de ruptura. Hacen uso del efecto Zéner o por avalancha El diodo Zéner permite establecer niveles de voltaje de referencia., un regulador. Un regulador es una combinación de elementos diseñados para garantizar que la tensión de salida de una fuente permanezca más o menos constante. Además actúa como un dispositivo de protección y de estos existen 4 casos valiosos para analizar.
Fig.1. Circuitos equivalentes que se reemplazaran en los diferentes casos a tratar en cada caso que se estudiara
RL
(Sin el zéner)
R RL
* Si V ≥ V V z el diodo Zéner está en corto circuito en este estado conduce y se reemplaza por su fuente equivalente. * Si V
Fig.3.Circuito equivalente en el 1 er Caso Se debe tener presente que:
Para el circuito con zéner de Para Ejemplo.-
la fig.4., donde V inin=17V; R s=100 , R L=120 ; V z =120V; P M-Z =650mW.
Determinar: V L. V RS , I Z y P Z .
1. 1 er Caso V in in -R L (Constantes) Se debe terminar el estado del diodo eliminándolo del circuito y calculando el voltaje a través del circuito abierto resultante. Fig.4. Ejemplo 1 er Caso.
VL 17V
100 100 120
9,27V
Puesto que el V L=9,27V
Que serian los límites teóricos, los valores normalizados son: 2.
do
2 Caso: V in (Constante), R L (Vari able)
Debido al valor de Vz hay un rango de valores específico para R L , y por lo tanto de corriente, que garantiza que el diodo Zéner esté encendido.
3.
er
3 Caso: V in (Vari able), R L (Constante)
Cuando R L se mantiene fija, la corriente de carga también es constante. Entonces Vin debe tener un valor tan grande como para mantener la conducción del zéner. Es decir, se debe determinar V in-min y V in-max para que el zéner trabaje en la región de regulación.
Fig.5.Circuito 2do Caso Calcul o de R nima.- R L mínima implica que I L L mí máxima e I Z mínima, que ocurre cuando V L=V Z . I L= I S - I Z; de donde I L,max = I S - I Z,min → I Z, min = I ZK 0mA Fig.7.Forma de onda de salida 3 er Caso I S, MIN = I S - I Z, MIN; pero → I Z, MIN = I ZK 0mA
Al igualar las ecuaciones y despejando V in MIN; Calcul o de R nima.- R L máxima implica que I L mínima L mí
e I Z máxima. Así mismo, I L= I S - I Z; de donde I L, min = I S - I Z,max I S, MAX = I S +I Z, MAX , donde Por tanto: Ejemplo.- Para la fuente de voltaje DC, regulada con zéner, que muestra en la fig.8, determinar el rango de Para el circuito de la fig.5determinar el rango de Rvoltaje Ejemplo.- L de entrada que puede aplicarse al circuito, cuya y de I L para que el zéner se mantenga en conducción. Asuma carga varía entre 50 y 470 asumir Rs=22 . Datos[1] que RS = 47 , V Z =9V, P ZM = 750mW, V in=16V. del zéner: Vz=9V; Pz, max=2.5W.
[1] Fig.6. Circuito ejemplo 2 Caso. do
II. CONCLUSIONES 1. De trabajo realizado se concluye que el análisis para cada uno de los casos se tiene que realizar las correspondientes consideraciones cuando el diodo zéner este conduciendo, cuando este en circuito abierto y recordar los circuitos equivalentes que le corresponde a cada caso, además de que se tiene que realizar los cálculos de R mínima, máxima, y lo mismo para corrientes y voltajes.
F ig.8. F orma de onda del voltaje.
REFERENCIAS [1] C. N. Montero, «Dispositivos Electrónicos,» Quito.
B. REGULADORES CON INTEGRADOS Los reguladores de voltaje en general están constituidos de las siguientes partes básicas relacionadas como se muestra en la fig.9.
[2] J. Castor-Godínez, «Diodo Zéner- Lección 03.2,» Escuela de Ingeniera ElectronicaInstituto Tecnologico de Costa Rica, Costa Rica, 2013.
[1] Fig.9.Partes de un regulador. Son reguladores de voltaje positivos en circuito integrado de tres terminales, que tienen amplia utilización en aplicaciones prácticas. Poseen la siguiente característica.
1. Regul adores de Voltaj e de la seri e 78XX.-
[1]
Fig.10. Circuito con regulador integrado Corriente de salida hasta 1,5ª Protección de sobrecarga térmica interna Capacidad para alta disipación de potencia Limitación interna de corriente de corto-circuito. [1]
