Fuentes Reguladas Lineales - elo.jmc.utfsm.cl semestre... · darlington y el transistor NPN para:...
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1
Fuentes Reguladas Lineales
2
Fuentes Reguladas
Clasificaciones.
Fuentes reguladas Discretas Fuentes reguladas Integradas
Reguladores Series Reguladores en paralelo
2
3
Fuentes Reguladas
Diagrama en bloque de una fuente regulada.
4
Fuentes Reguladas
Formas de onda de un rectificador.
Se puede ver en la animación
el efecto que produce la carga
sobre la señal de salida del
regulador. A mayor carga el
Riple aumenta pues el condensador
necesita más tiempo para cargarse
y así entregar la corriente que la
carga le pide.
Figura 26.1a
3
5
Fuentes Reguladas
Rectificador de media onda.
Figura 26.2
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
6
Fuentes Reguladas
Rectificador puente (onda completa).
Figura 26.3
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
4
7
Rectificador puente (onda completa).
8
Rectificador puente (onda completa).
5
9
Fuentes Reguladas
Rectificador onda completa con Tr. con punto
medio.
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
10
6
Rectificación de Onda Completa
11
12
Fuentes Reguladas
Fuente Dual con Rectificador de media onda
C RL
C RL
D1
D2
+
-
-
+
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
7
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Fuentes Reguladas
Rectificador puente con punto medio dual.
Vi
D3
D1
D2
D4
C1 R1
Out 1
C2R2
Out 2
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
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Fuentes Reguladas
Reguladores en paralelo.
+
-
RS
V±T VZ
IZ
DZ RL
IL=constante
IS
8
15
Fuentes Reguladas
Reguladores en paralelo.
ZL
ZS
II
VVR
MAXMAX ZZZ IVP
MIN
LL
VV
IIMAX
0
L
S
ZZ I
R
VVI
ZZZ VIP
I
+
-
RS
V±T VZ
IZ
DZ RL
IL=constante
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
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CURVA DE UN DIODO ZENER
Fuentes Reguladas
9
17
Fuentes Reguladas
Tarea:
Diseñar un fuente con zener con los
siguientes datos:
v
mW
mA
(v)
(v)
320
300
5
10
15
21
min2min1
2
1
tV
PP
II
V
V
MAXMAX ZZ
ZZ
Z
Z
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Fuentes ReguladasReguladores serie con transistores.(Dado que el regulador zener entrega poca corriente, se le acoplará un “amplificador de corriente” llamado Transistor).
BEZL VVV
máxLZmáxZmáxL
S
Z
SZSBBFEL
IVPecuaciónsiguienteladeobtieneseILa
R
VTVIIIIIhI
:
V±T
Ib
RS
DZ
RL
IL
+
-
+
-
VZ
VBE
VLIS
Iz
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
10
19
Fuentes Reguladas
Reguladores serie: curva de regulación.
casos. los de peor el para segura
una produce esto el con obtiene se La
MAX
MAX
L
MINL
I
VI T
VL
VL REG
IL MAX
IL ó R
L
20
Fuentes Reguladas
Reguladores serie mejorado con transistoresDarlington.
BEZL VVV 2
21
1
1
2
2
fefe
L
fe
E
B
fe
L
hh
Iib
h
II
h
I
LCETR IVP
:r transistoelen Potencia
VT DZ
RS
RL
IL
Ib
11
21
Fuentes Reguladas
VT DZ
RS
RL
IL
Ib
Reguladores serie mejorado con transistores en paralelo
22
Fuentes ReguladasTarea 1:
1.- Diseñar una fuente del tipo transistor
darlington y el transistor NPN para:
2.- Dibujar curva de regulación para RS = 1(K)
mW500
A1
20
v7.0
v14
v320
MAXZ
L
FE
BE
Z
P
I
h
V
V
tV
12
23
Fuentes Reguladas
LCEIN VVV
LZBELBEZ
VVVVVV
LCEL
IN
VVV
V
V si
:fijo un Con
BE
A este proceso le llamaremos
realimentaciónDADO QUE IS DEPENDE DE LAS VARIACIONES DE VIN , COLACAREMOS UN CIRCUITO DONDE IS SEA INDEPENDIENTE DE VIN --SE PROPONDRÁ UNA FUENTE DE CORRIENTE CONSTANTE
V±T
Ib
RS
DZ
RL
IL
+
-
+
-
VZ
VBE
VLIS
Iz
24
Fuentes Reguladas
Diagrama en bloque de un regulador serie.
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25
Fuentes Reguladas
Para la figura, dibujar diagrama en bloque.
VT
DZ2
RS2
R
Q3
Q2
Q1
IB1
IC2
I
DZ1
RS1
IB2
VB2
R1
RP
R2
IR>>I
B2
RL
VL
+
-
+
-
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Fuentes Reguladas
Ecuaciones para el circuito de la figura 27.5.
.32 kteR
VVI
BEZ
2121 CBCB IIIIII
ZBBE VVV 2
.estabilicey regule se
que paradisminuir de debe de el Si 1
L
CEL
V
QVV
VT
DZ2
RS2
R
Q3
Q2
Q1
IB1
IC2
I
DZ1
RS1
IB2
VB2
R1
RP
R2
IR>>I
B2
RL
VL
+
-
+
-
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
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Fuentes Reguladas
Análisis en el transiente para el circuito mostrado.
LCEBCBEBL VVIIVVV si12
VT
DZ2
RS2
R
Q3
Q2
Q1
IB1
IC2
I
DZ1
RS1
IB2
VB2
R1
RP
R2
IR>>I
B2
RL
VL
+
-
+
-
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Fuentes Reguladas
Tarea 2:
- Para el circuito anterior, calcular literalmente el valor de
VL.
- Dibujar un circuito con AO para la fuente anterior
mencionada.
- Dibujar un circuito de protección para sobrecarga o
sobrecorrientes, también llamado limitador de corriente.
- Ampliar el rango de corriente, utilizando (Q1)transistor en
configuración Darlington o transistores en paralelo.
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29
Aplicaciones
Fuente de 9v para el auto
Este circuito
permite obtener
9v de tensión a
partir de los 12v
presenten en un
automóvil.
Si bien el uso de un simple 7809 equivale a todo este circuito la
ventaja del aquí presentado radica en la posibilidad de entregar
hasta 2A con el transistor propuesto o mas corriente con la sola
sustitución del mismo por otro de mayor capacidad.
En el caso de
requerir un ajuste
más preciso se
deberá reemplazar
el zener por otro de
10v y el resistor de
560 ohms por uno
de 1K.
30
Fuente estabilizada regulable de 1.2 a
25V / 4A
La fuente permite obtener en una salida una tensión comprendida
entre 1.2 y 25V con una capacidad de corriente máxima de 4A.
16
31
Descripción
Se puede decir que consta de tres etapas:
La primera (formada por el transformador, el puente rectificadory el capacitor electrolítico de 10.000µF) se encarga de aislar yreducir la tensión de red, rectificar y filtrar.
La segunda etapa (formada por el transistor de BC327, elcircuito integrado y los componentes anexos) se encarga deproporcionar una tensión de referencia la cual será empleada paradeterminar, junto con el potenciómetro y sus resistencias de tope,la tensión a aplicar sobre el transistor driver y éste sobre el depotencia.
La tercera etapa (formada por los transistores BD137 y 2N3055)se encargan de dejar pasar la corriente en forma controlada,haciendo las veces de reguladores serie.
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Protección en fuente de voltaje
Protección con diodos.(Limitador de corriente)
VT
DZ2
RS2
R
Q2
Q1
I
DZ1
VB2
R1
RP
R2
IR>>I
B2
RL
VL
+
-
+
-
IB2
RS1
IB1
IC2
Q3
+ -2•V
j
+
-
+ -VR
R
VBE
I IL
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Protecciones de fuentes de voltaje
Protección con diodos.
RjBE VVV 2
R
VVI
BEj
LMAX
2
Tarea: Explicar el funcionamientodel circuito de protección con diodos
34
Tarea:•Demostrar queel valor literal de VSAL es:
•Explique comofunciona el circuito
Ref: Pág. 850 Floyd8° Edición
Fuente de voltaje con Amplificador Operacional.
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Protecciones de fuentes de voltaje
Protección con transistor NPN
R
+ VR -VBE
+
-
+-
VBE
IL (máx)
Tarea: Explique el funcionamiento del circuitoRef: pág. 852 Floyd – 8° Edición
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Protecciones de fuentes de voltaje
Protección para radiofrecuencias
Filtro para radiofrecuencias
+
-
< 0.1f
19
37
Aplicaciones
Fuente estabilizada regulable de 1.2 a 25V / 4A
(Control con Amp.Op.)
La fuente permite obtener en una salida una tensión comprendida
entre 1.2 y 25V con una capacidad de corriente máxima de 4A.
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Reguladores Integrados
Tipos de reguladores integrados
Reguladores Fijos
Son aquellos cuyo
valor de salida está
fijado por el fabricante.
Sin embargo pueden ser
transformados en variables.
Reguladores Variables
Son aquellos cuyo
valor de salida puede
ser variado dentro de
un rango especificado
por el fabricante.
20
39
Reguladores Integrados
Simbología de reguladores integrados.
Figura 29.2
XXXX
Reguladores positivos: 7805 7806 7812 ... etc
Reguladores negativos: 7905 7906 7912 ... etc
Las letras XXXX indican
el número de serie del
regulador integrado.
los reguladores más usados
son denominados
de la siguiente manera.
40
Reguladores Integrados
Hojas de datos de reguladores más comunes.
Figura 29.1
I = In (entrada)
T = Tierra
O = Out (salida)
PDF PDF
7812 7912
21
41
REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES
• La serie de reguladores 78XX
proporciona tensiones
positivas, mientras que la
serie 79XX lo hace con
tensiones negativas.
• Los dos últimos dígitos,
marcados como XX, indican
la tensión de salida regulada.
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Reguladores Integrados
Ripley rejection o rechazo al riple
Los valores que nos entregan las hojas de datos son 3:
Esto significa que
si entramos con un
riple de 1(v), en
la salida se obtendrá
una atenuación de
1000, es decir, 1(mV)
Figura 29.3
Mín Máx Typ
500 (-) 2000 (-) 1000 (-)
22
43
REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES
Protección del regulador ante la descarga
de Cout , si Vin disminuyera.
Protección
contra
inversiones de
polaridad de
la Vsal.
Red
IN OUTGND
78XX
IN OUTGND
79XX
COUT
COUT
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Reguladores Integrados
Regulador Dual.
78XX
79XX
GND
-XX
+
-
+XX
< 0,1 f
< 0,1 f
Se recomienda que estos condensadores
sean de tantalio por su baja pérdida
23
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Reguladores Integrados
Reguladores fijos.
Con este driver podemosaumentar la corrientenominal del regulador
integrado.(símil al aumento de co-
rriente para un diodozenerFigura 29.7
7812
46
REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES
Aumento de la corriente de salida.
24
47
REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES
Aumento de la tensión de salida.
XXD VVVo 782
El diodo D2 fija la Vo junto
con el regulador integrado
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Reguladores Integrados
Reguladores variables.
)(I reposo de corriente
la genera que la Es
1
Q
2
1
2
1
ADJ
ADJrefO
I
RIR
RVV
IADJ
VinVREG
Vout
Vref R1
R2
V±T
+
-
+
VO
-
Demostrar que:
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
25
49
Reguladores Integrados
Regulador variable con aumento de corriente
Con este driver es posible
aumentar la corriente
nominal de salida.IADJ
VinVREG
Vout
Vref R1
R2
V±T
+
-
VO
-
+
Tarea:Simular este circuito y
comprobar las ecuacionesteóricas
50
Aplicaciones
Fuente de 6V con batería, cargador e
indicador de carga
Este circuito brinda 6V de alimentación ya sea desde la entrada (de 12V) o
desde su propia batería, la cual además puede cargar mientras tenga tensión
entrante.Analizar el funcionamiento del circuito completo
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51
Fuente para laboratorio de 1.2 a 35V x 3A
Es una fuente de alimentación lineal, con su puente rectificador y
sus capacitores de filtrado a la cual se le ha adosado un regulador de
tensión en serie.
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Fuente Variable de 15A
Proporciona una
salida cuya tensión
puede ser ajustada
entre 1.5 y 15
voltios y entrega
una corriente de 15
amperios.
La fuente proporciona semejante cantidad de corriente gracias al
trabajo en paralelo de cuatro transistores de potencia, los cuales
deben ser montados en un buen disipador de calor. El ajuste de
tensión lo realiza en integrado LM317, el cual también debe ser
disipado mecánicamente.
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REGULADORES DE CINCO TERMINALES
2
11*R
RVrefVsal
54
Vinculaciones de apoyo
ElectrónicaAllan Hambley
Dispositivos ElectrónicosThomas Floyd
Principios de ElectrónicaMalvino
Teoría de circuitosR. L. Boylestad