UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA
Electrónica Análoga_243006_360
Fase III (Implementar el elemento de control y la protección contra corto circuito)
Presenta JAIR ALEXANDER OLIVERA RODRIGUEZ Código: 1110461495 ANDERSSON HISNARDO PLATA SANGUINO Código: 1093758023
Tutor JHON JAIRO LEIVA
Norte de Santander Mayo 2017
Contenido INTRODUCCION ............................................................................................................................................ 3 DESARROLLO PROBLEMA ............................................................................................................................. 4 EL ELEMENTO DE CONTROL .......................................................................................................................... 4 LA PROTECCIÓN CONTRA CORTO CIRCUITO ................................................................................................. 7 Simulación ..................................................................................................................................................... 8 CONCLUCIONES .......................................................................................................................................... 10 REFERENCIAS .............................................................................................................................................. 11
INTRODUCCION Este trabajo se basa en la elaboración de una serie de ejercicios basados en un problema general propuesto por el tutor del curso, en el cual están fundamentados en la unidad 3 del curso, los cuales tratan temas como teorías de amplificadores operacionales, circuitos básicos y circuitos de propósito especial, con el fin de que el estudiante tenga el conocimiento y destrezas en el funcionamiento y aplicación de los amplificadores operacionales.
DESARROLLO PROBLEMA EL ELEMENTO DE CONTROL El amplificador operacional no tiene la propiedad de poder manejar grandes corrientes en su salida es por ello que al diseñar un circuito regulador de tensión se emplean transistores como elementos para el control de la carga, los transistores ofrecen la solución para lograr tener corrientes altas en la carga. Para el diseño de la fuente de alimentación se solicita se emplee un transistor Darlington y en las librerías de componentes de PSpice se cuenta con el transistor Darlington cuyo número de referencia es 2N6059 es necesario comprobar si este transistor es adecuado usarlo en el diseño del regulador serie teniendo en cuenta los parámetros de la hoja de características dada por el fabricante frente a los requerimientos del diseño. 3.1. De
la hoja característica del Transistor 2N6059 co mpletar la siguiente tabla:
Basados estos datos del siguiente link: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/2/N/6/0/2N6050.shtml
FIGURA 1.
FIGURA 2.
IC
hfe
VCEO
Ptot
IB
12A
100
100
150
0.2A
TABLA 1.
Teniendo en cuenta que se requiere una corriente de carga IL= 800mA y se conoce también el voltaje de salida regulado calcular el valor de la resistencia de carga R L Vsal = 8 V IL= 800mA=0.8A 3.2.
R L= R L=
8
=10Ω
0.8
R L
10Ω TABLA 2.
3.3. con
el objetivo de conocer si el transistor 2N6059 soporta la potencia que se disipara para una corriente de carga de 800mA o calcular el valor de la potencia disipada en el transistor teniendo en cuenta las siguientes formulas: PD= VCE ∙IL
VCE = VS - Vsal
VS=18.6v Vsal = 8 V IL=800mA=0.8A VCE=18.6v-8V=10.6v PD=10.6v * 0.8A=8.48W El transistor si soportara la potencia que se disipara para una corriente de carga de 800mA, basándonos en la hoja de características del transistor. PD
8.48W TABLA 3.
3.4. Luego
ya se puede afirmar si el transistor “justifique su respuesta”:
2N6059 es
apto para usarse en la práctica o no
Si, ya que el transistor 2N6059 puede soportar la potencia que se disipara, basándonos en la hoja de características de este transistor. El 2N6059 es un transistor de base epitaxial de silicio NPN de 100V con configuración monolítica de Darlington diseñada para uso en aplicaciones de conmutación de potencia lineal y de baja frecuencia, tiene como ventajas: su alta ganancia, alta corriente, alta disipación (Disipación de potencia Pd: 150 W), es un diodo colector-emisor integrado anti paralelo y su rango de temperatura de funcionamiento es de -65 ° C a +200 ° C. Si
No
X TABLA 4.
LA PROTECCIÓN CONTRA CORTO CIRCUITO
FIGURA 3.
Finalmente, con el objetivo de proteger los dispositivos que conforman la fuente de alimentación es necesaria la implementación de alguna técnica de protección contra corto circuito, es por ello que se usara el arreglo de limitación constante de corriente el cual para este diseño limitará a 950 mA la máxima corriente a circular en la carga ISL 3.5. Calcule
el valor de Rlim:
La fórmula para el cálculo de una resistencia limitadora es en general. R = (vcc-vL)/IL Donde: R es la el valor de la resistencia buscada en ohm. Vcc es el voltaje con que se alimenta el circuito, es decir el de la fuente. VL es el voltaje del dispositivo que queremos poner a funcional. IL es la corriente de consumo del dispositivo que pondremos a funcional. En esta fórmula anterior nos basamos para esta resistencia limitadora. Vsal = valor de tensión de salida del regulador VS: Valor de la fuente de tensión no regulada Vsal = 8 V VS=18.6V ISL=950mA=0.950A Rlim= (Vs - Vsal) / ISL Rlim=(18.6V-8V)/0.950A Rlim=11.157Ω
3.6. Explique
cómo funciona esta técnica de protección y cuál es su principal desventaja.
Un cortocircuito es el contacto directo de dos puntos con potenciales eléctricos distintos: -En corriente alterna: contacto entre fases, entre fase y n eutro o entre fases y masa conductora. -En corriente continua: contacto entre los polos o entre la masa y el polo aislado. Para evitar este contacto directo de estos dos puntos con tensión se debe agregar una impedancia eléctrica superior a cero entre los dos puntos,ya que la intensidad de cualquier circuito siempre va quedar amortiguada por cualquier resistencia de los conductores que aunque sea pequeño el valor nunca generara valores a cero y por eso no habrá corto.
Simulación Para esta simulación utilice Q2N6547 de reemplazo del Q2N6059 ya que este no se encontró en la librería de proteus, Pero se observó que tienen un poder de disipación parecida y un rango de temperatura igual.
FIGURA 4.
FIGURA 5.
FIGURA 6.
CONCLUCIONES
Se entendió como buscar datos de las características de un componente.
Se aprendió como calcular el valor de la resistencia de carga RL de un circuito regulador.
Se aprendió a calcular el valor de la potencia disipada de un transistor para saber si soportara al momento de implementarlo en el circuito. Se aprendió a calcular el valor de la resistencia limitadora para un circuito regulador. Se entendió el concepto de corto circuito, como también una de las formas para impedir este problema.
REFERENCIAS
Iglesias, A. (2013). Protección contra los cortocircuitos y sobrecargas. Abril 26, 2017, de aicvigo1973 Sitio web: https://es.slideshare.net/aicvigo1973/proteccin-contra-loscortocircuitos-y-sobrecargas
Vasd, S. (2013). Calculo de resistencias limitadoras y diodo zener. Abril 26, 2017, de Aprendiendo con Sergiouasd Sitio web: https://electronicabasica00.blogspot.com.co/2013/06/calculo-de-resistencias-limitadorasy.html
Mijarez, R. (2014). Electrónica (pp. 81 - 107). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=102&docID=110 13154&tm=1481146244120
Mijarez, R. (2014). Electrónica (pp. 108 - 114). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=129&docID=110 13154&tm=1482099868333
Mijarez, R. (2014). Electrónica (pp. 115 - 122). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=136&docID=110 13154&tm=1482099944106
