diseno de una fuente regulada de 5 voltios
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Lo primero es seleccionar el Zener, pues es él el que nos va a dar los lineamientos de diseño y potencia.
Los valores importantes son:› Vz (Voltaje de regulación)› Izmax (Corriente Maxima en region zener)› Izk (Corriente minima de activación)› Pd (Potencia del dispositivo)
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Del datasheet podemos extraer lo datos anteriores para poder comenzar› Vz = 5,1 V› Izmmax = 294mA› Izkmin = 1mA› Pd = 1500mW
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Teniendo en cuenta que la fuente será conectada a una alimentación de 120 V(rms)
Y para este caso la fuente es de 5,1 V, entonces podemos utilizar un transformador con una relación de transformación 10:1
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Grafica del voltaje pico de entrada en el transformador
Grafica del voltaje pico de Salida en el transformador
Voltaje pico de entrada
Voltaje pico de salida
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Para poder convertir una señal senoidal a una señal continua debemos rectificar la misma, es decir, eliminar o reflejar la parte negativa de la senoidal hacia la parte positiva
Para ello aplicamos un puente rectificador de onda completa
D1
1N4001
D2
1N4001
D3
1N4001
D4
1N4001
Vsal +
Vsal -
V - V +
V +
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Grafica del voltaje pico de entrada en el puente rectificadorPara el ciclo positivo
Grafica del voltaje pico de Salida en el puente rectificador para el ciclo negativo
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Grafica del voltaje pico de entrada en el puente rectificadorPara el ciclo positivo
Grafica del voltaje pico de Salida en el puente rectificador para el ciclo negativo
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Grafica del voltaje pico de entrada en el puente rectificador
Grafica del voltaje pico de Salida en el puente rectificador
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Observe como cambia el sentido del flujo de corriente así como la polaridad de la fuente VIN
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R1Vo +
Vo -
D5C1
V -
V +
Para esta etapa solo necesitamos un capacitor en paralelo con el terminal positivo y negativo del puente rectificador, con esto una resistencia en serie con nuestro zener y la salida del circuito en los terminales del zener
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Realizando una maya de voltaje en el circuito de rectificación sabiendo que Vf es el voltaje delos diodos
De aquí obtenemos: Sabemos por el transformador que el voltaje
del secundario es de 12 V(rms) y que para el puente rectificador necesitamos diodos rectificadores por ejemplo 1N4001, Sabiendo esto podemos decir:
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Sabemos que los diodos Zener poseen una corriente máxima de operación Izmax y en este caso en el dispositivo seleccionado este valor es mucho mas grande que el valor de corriente solicitado, por lo tanto es seguro utilizarlo
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I1=50mA, con esto hacemos una maya y calculamos el valor de R1
Este no es un Valor Comercial.
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Como no es un Valor comercial, probamos con los valores comerciales mas cercanos, R1=200 y R1=220
Teniendo en cuenta los resultados podemos ver que si utilizamos una resistencia de 200Ω El valor de la corriente sobrepasa los 50 mA, es por ello que utilizamos una resistencia de 220Ω.
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Procedemos a calcular el valor del capacitor
Vemos que solo falta el voltaje de rizo,
el cual asumimos teniendo en cuenta:
Con esto podemos asumir un Vrizo= 2 V
R1
220RVo +
Vo -
D5
1N5918BC1
V -
V +
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Este no es un Valor comercial es por
esto que probamos con los valores comerciales más cercanos, C=220µF, y calculamos que el Vrizo cumpla con la condición anterior
El circuito queda así
R1
220RVo +
Vo -
D5
1N5918B
V -
V +
C1220u
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Verificamos la señal de entrada
Podemos ver que hemos mejorado en buena proporción el rizo de la señal
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Verificamos la señal de salida
Podemos observar quela salida esta reguladay su fluctuación es muy baja
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Voltaje de Regulación Vreg=5,32 V(rms)
Potencia mínima de regulación en la salida
Psmin=0 W
Potencia máxima de regulación en la salida
Psmax= 243mW
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