LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS I

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRNICOS I

EXPERIENCIA No8

FUENTES REGULADAS, Ic Y DRIVERS DE CORRIENTE

INFORME FINAL

1. Presentar en una hoja completa, el diseo con los valores de tensin y corrientes en cada elemento, para la red.

Para el circuito 1

Definimos la corriente para cada elemento. Del grfico tenemos:

I1 =Va/5.6K I2= (Va-Vb)/1K I3=(Va-Vc)/2.2K I4=Ve/7.64K I5=Ve/0.1K

Iz = I2 + I3 I6 = I4 + I5

VaVbVcVdVermnimo17.31V5.55V16.3V5.3V16.7V0.24 / 16.7medio17.40V5.55V16.95V5.5V16.6V0.24 / 16.6mximo16.10V5.95V15.46V6.90V15.58V0.38 / 15.58

I1I2I3I4I5I6Izmnimo3.091mA11.76mA0.459mA2.185mA167mA169.185mA12.219mAmedio3.107mA11.85mA0.204mA2.172mA166mA168.172mA12.054mAmximo2.875mA10.15mA0.290mA2.039mA155.8mA157.839mA10.440mA

Para el circuito 2.

De las especificaciones del LM317 dadas en el informe previo tenemos:

Iadj(corriente del borne de ajuste del regulador) = 0.1mA

Vadj(voltaje de borne de ajuste) = 1.2V

Iout (corriente en la salida del regulador) = 1A

Entonces las corrientes estarn dadas por:

I4 = (Ve-Vadj)/R1 = (Ve-1.2V)/R1

I6 = I2 - Iout + I3 + I4 =I2 - 1A + I3 + I4

I5 = Iadj + I4

I3 = Ve / 0.1K

I2 = (Ve-Vd)/1

I1 = (Vb-5.08V)/0.03K

VaVbVcVdVermnimo5.08V4.93V4.39V4.29V2.98V2m/2.98medio5.08V5.29V5.12V5.38V4.43V2m/4.43mximo5.08V5.28V4.98V4.97V4.86V3m/4.86

I1I2I3I4I5I6Ioutmnimo5.00mA1.31mA29.8mA7.416mA7.516mA37.526mA1Amedio7.00mA0.95mA44.3mA1.178mA1.278mA45.428mA1Amximo6.66mA0.11mA48.6mA15.25mA15.35mA62.96mA1A

2. Explicar lo que se obtiene con el rizado entrada y la salida, cuando sale mxima y mnima tensin.

Los rizados en los dos circuitos son los siguientes

Para el circuito 1:

r0.24 / 16.70.24 / 16.60.38 / 15.58

Para el circuito 2 :

r2m/2.982m/4.433m/4.86Observamos:

circuito 1 circuito 2

Mnimo 0.24/16.7 = 1.437 % 2m/2.98 = 0.067 %

Medio 0.24/16.6 = 1.445 % 2m/4.43 = 0.045 %

Mximo 0.38/15.58 = 2.439 % 3m/4.86 = 0.061 %

Vemos que para el circuito 1 que no tiene regulador que es controlado con el voltaje del zener su % de rizado es mayor comparado con el rizado del circuito que contiene el regulador , vemos que el de mejor linealidad en la salida . Con valores mximos y mnimos el rizado aumenta debido a el circuito se pone entre los limites de la regulacin.

3. Presentar otros circuitos reguladores y las ventajas con respecto al primero, comente algunas mejoras al experimento.

Regulador en serie con OPAMP

Otra versin del regulador en serie es la que muestra en la siguiente circuito. El OPAMP, compara el voltaje de referencia del diodo Zener con el voltaje de retroalimentacin de los resistores sensores R1 y R2. Si vara el voltaje de salida, la conduccin del transistor Q1 se controla de modo que se conserve constante el voltaje de salida. Este voltaje de salida se mantendr a un valor dado por:

Vo = (1 + R1/R2).Vz

Regulador en derivacin mejorado.

El circuito siguiente es otro regulador de voltaje en derivacin mejorado. El diodo Zener proporciona un voltaje de referencia de manera que el voltaje a travs de R1 es sensible al voltaje de salida. A medida que el voltaje de salida tiende a variar, la corriente derivada por el transistor Q1 se modificara para mantener constante el voltaje de salida. El transistor Q2 suministra una mayor corriente de base al transistor Q1, por lo que el regulador maneja una corriente de carga ms grande. El voltaje de salida se establece por el voltaje Zener y el que se tiene a travs de las dos uniones base-emisor de los transistores.

Vo = VL + Vz + VBE2 + VBE1

Regulador de voltaje en derivacin empleando un OPAMP.

En la siguiente figura se muestra otra versin de un regulador de voltaje con derivacin haciendo uso de un OPAMP como comprador de voltaje. El voltaje zener se compara con el voltaje de retroalimentacin obtenido del divisor de voltaje de R1 y R2 a fin de proporcionar la corriente excitadora de control para la derivacin de corriente en elemento de Q1. La corriente a trvs del resistor Rs se controla de este modo por una cada de voltaje a travs de Rs a fin de que se mantenga constante el voltaje de salida.

4. Presentar otros circuitos reguladores, utilizando Ic, las ventajas con respecto al segundo, comente algunas mejoras al experimento. Otras formas de proteccin.

Regulador de voltaje LM317HV

Como se muestra en la siguiente figura se muestra un Regulador de voltaje con un regulador LM317HVK, que tiene solo tres terminales . El LM317 mantiene exactamente a 1,25V entre sus terminales de salida y ajuste. Como en el circuito del laboratorio este voltaje se llama Vref.

Y puede variar desde 1.20V hasta 1.30V. Una resistencia de 0.24K, R1, se conecta entre esos terminales para conducir una corriente de 1.2V/0.24K = 5mA. Esta corriente fluye atravs de R2.

El voltaje de salida del regulador se establece por VR2 ms la cada de 1.2V a travs de R1. En trminos generales, Vo est dado por.

Vo = (1.2V/R1).(R1 + R2)

Las ventajas con el circuito del laboratorio es que proporcionar una corriente de salida regulada hasta 1.5A, siempre que no este sujeto a disipacin de potencia de ms de 15W. Esto significa que debe estar sujeto a un disipador de calor tal como el chasis del metal del la fuente de alimentacin.

Una ventaja respecto al circuito del laboratorio es que en este circuito se ha agregado dos capacitores de paso C1 y C2 (1uF de tantalio) como se nuestra en la figura anterior. Donde la ventaja es que C1 minimiza los problemas causados por terminales largas entre el rectificador y el LM317. C2 mejora la respuesta transitoria. Cualquier voltaje rizo del rectificador se reducir por un factor de ms 1000 si R2 esta derivado(punteado) por una capacitor de tantalio de 1uF o un capacitor electrolito de alumnio de 10uF.

Respecto a la proteccin externa del circuito, se acostumbra conectar C1 y C2 a un regulador, Ver figura siguiente. Todo regulador debera ser equipado con un diodo Di para protegerlo contra cortos en la entrada; de lo contrario, la capacitancia de carga puede enviar corriente hacia su salida y destruirlo.

Se incorpor el capacitor C3 para mejorar notablemente el rechazo del voltaje de rizo de ca. Sin embargo, para el caso en que se produzca un corto circuito en la salida del regulador, el capacitor intentar enviar otra vez la corriente hacia la terminal de ajuste. En cambio, el diodo D2 dirige esta corriente hacia el cortocircuito.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.

* Observamos en el laboratorio que el regulador de voltaje LM317 disipa mucha otencia es que no tenia su respectivo disipador de calor y adems el regulador que se so en el laboratorio era de (plstico) es decir LM317T, y no fue el de tipo chapa que iene incorporado un disipador de calor.

* Los voltajes en cada punto de medicin que se hizo en el laboratorio son casi iguales los hechos en teora en el informe previo, lo nico que varia un poco es los valores de las corrientes sobre todo en la carga existe un error casi de 150% de error.

* Cuando variamos el potenciometro observamos la cantidad de potencia que consuma el potenciometro, esto se apreciaba con el calentamiento del mismo, adems vimos cuando aumentbamos la fuente DC de 5V a 10V este calentamiento se apreciaba ms.

* Los reguladores de voltaje tambin se hallan disponibles en configuraciones de circuito que permiten establecer al usuario el voltaje de salida a un valor regualdo deseado de antemano. El LM317, por ejemplo, puede hacerse funcionar con el voltaje regulado de salida en cualquier especificacin sobre el intervalo de 1.2V a 37V.

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