fuente regulable de voltaje 0 a 20v y 2a.docx

8/17/2019 FUENTE REGULABLE DE VOLTAJE 0 A 20V Y 2A.docx

1/31

FUENTE REGULABLE DE VOLTAJE

I. Introducción La corriente alterna es la más usada en la actualidad por su

fácil distribución, pero muchos de los componentes electrónicos que

usamos necesitan de corriente continua para su funcionamiento. Es por

ello que es necesaria la fuente de alimentación.Ésta es capaz de transformar la corriente alterna (220v o 0v en

al!unos pa"ses# a corriente continua a trav$s de procedimientos que se

e%plicaran más adelante.Las caracter"sticas de una fuente alimentación son distintas

dependiendo del uso que se le va&a a dar as" como ase!urar la

estabilidad del circuito. Es por eso que e%isten sin n'mero

de fuentes alimentación on distintos dise)os orientados a diferentes

usos & e%plicaremos una de todo ese !rama*e de fuentes que e%isten.+n parámetro de la corriente el$ctrica a tener en cuenta a la hora de

traba*ar con las fuentes de alimentación es la potencia. or esta 'ltima

vamos a entender a aquella ener!"a que consume un elemento durante

se!undo. La unidad de medida empleada es el -att, cu&a si!la es - &

pronunciada tambi$n como vatio. Este nombre se le dio en honor al

inventor e in!eniero mecánico escoc$s ames -att (/1 34# & la

misma forma parte tambi$n del 5istema 6nternacional de 7edidas.

II. OBJETIVOS

http://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos11/coele/coele.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos32/sistema-internacional-medidas/sistema-internacional-medidas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos11/coele/coele.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos32/sistema-internacional-medidas/sistema-internacional-medidas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corr


2/31

2.. onocer todos los componentes que se utilizan en una fuente de re!ulación

variable.

2.2. oner en práctica todo lo hecho en clase.

2.. 5aber el uso de cada componente & sus respectivas caracter"sticas.

2.8. 9prender a simular circuitos electrónicos.

III. MARCO TEÓRICO

III.1. DIAGRAMA DE BLOUES DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN

:ásicamente, una fuente de tensión consta de 8 partes;

•

El transformador • ircuito rectificador • ircuito de filtro•


3/31

III.! . EL TRANSFORMADOR

ermite aumentar o disminuir el volta*e & la intensidad de una corriente alterna

de forma tal que su producto permanezca constante (&a que la potencia que se

entre!a a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin p$rdidas, tiene que

ser i!ual a la que se obtiene a la salida# manteniendo la frecuencia (10 >z#.

>a& que aclarar que los transformadores solamente son capaces de traba*ar

con corrientes alternas, por lo que nos vamos a encontrar que tanto la tensión

de entrada como la de salida serán siempre alternas.

?"sicamente, la construcción del transformador es mu& sencilla. @a a constituir

de un n'cleo de hierro (usado con el fin de que las l"neas del campo

ma!n$tico que se cree queden encerradas en $l# al cual se le van a hacer dos

enrollados de alambres. 9 uno de ellos (por donde entra la corriente# se le va a

conocer por primario & al otro (por donde sale la corriente &a transformada# por

secundario. 9mbos van a estar hechos con alambre aislado con la diferencia de

que el aislamiento del secundario no suele estar preparado para tensiones

altas.

http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/metalprehis/metalprehis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#cahttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#cahttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/metalprehis/metalprehis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#cahttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#ca


4/31

Los enrollados son completamente independientes por lo que vamos a ver que

la ener!"a el$ctrica se transmite del primario al secundario haciendo uso del

principio de inducción electroma!n$tica a trav$s del n'cleo. La corriente que

circula por el enrollado primario va a inducir una corriente ma!n$tica a trav$s

del n'cleo de hierro del transformador. La fuerza de dicha corriente será

directamente proporcional a la cantidad de vueltas (llamadas espiras# del

enrollado primario.

Aos vamos a encontrar con que en el enrollado secundario el proceso es

inverso. 9qu" el ma!netismo presente en el n'cleo de hierro del transformador

va a !enerar una corriente alterna en dicho enrollado, cu&a tensión tambi$n

será directamente proporcional al n'mero de espiras del mismo.

5e puede hacer la prueba de acercar un imán a un transformador para sentir

como vibra. Esto se debe a que la corriente ma!n$tica del n'cleo, al i!ual que

la corriente de los enrollados del transformador, es alterna.

omo se e%plicó anteriormente, la tensión de salida de un transformador va a

!uardar una estrecha dependencia con la tensión de entrada as" como con el

n'mero de vueltas o espiras de ambos enrollados. Esta relación la podemos

e%presar a trav$s de cualquiera de la si!uiente fórmula;

V 1

V 2=

n1

n2… ec 1

=onde @ & @2 son las tensiones (e%presadas en voltios# de entrada & salida

respectivamente. A representa la cantidad de espiras del enrollado primario &

A2 las del secundario.

ara saber que tensión de salida nos dará un transformador, podemos despe*ar

la ecuación anterior;

B ec 2

Esto trae como consecuencia que estemos en presencia de un transformador

reductor. 5i, por el contrario, se diese el caso de que A2CA entonces la

tensión del secundario será ma&or que la del primario & estaremos en

presencia esta vez de un transformador elevador.

uando a un transformador real se le hace circular una corriente por su

enrollado primario, va a suceder que una peque)a porción de su campoma!n$tico !enerado escape del n'cleo de hierro. En muchos casos se suele

http://www.monografias.com/trabajos13/genytran/genytran.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/elme/elme.shtml#induccionhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos13/genytran/genytran.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/elme/elme.shtml#induccionhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corr


5/31

introducir una modificación a dicha fórmula con el fin de que arro*e un resultado

lo más e%acto posible.

5i lo que conocemos es la tensión de salida del transformador & necesitamos

hallar la tensión de entrada que sea capaz de producir la misma, despe*amos &

obtenemos;

Bec

En ocasiones nos vamos a encontrar con transformadores confeccionados por

otros fabricantes, como por e*emplo, el si!uiente;

En estos casos vamos a conocer la relación de transformación entre la tensión

de entrada & la de salida pero no tendremos información de la cantidad de

espiras de nin!uno de los dos enrollados. En tales circunstancias podremoshallar la relación e%istente entre las espiras de dichos enrollados.

>asta ahora solamente se ha hablado de la relación de la tensión presente en

el transformador, sin embar!o, e%iste tambi$n una relación entre la intensidad

de la corriente que circula por cada uno de los distintos enrollados del mismo.

Esta la podemos representar como;

B ec 8

=onde 6 es la intensidad de la corriente presente en el enrollado primario & la

del secundario es representada por 62. 5e puede apreciar como ambas

intensidades de la corriente tambi$n van a depender del n'mero de las espiras

pero esta vez, de forma inversamente proporcional.

5i quisi$ramos calcular la intensidad de corriente que circula por el enrollado

primario, pudi$ramos despe*ar en (8# & obtener;

http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtml


6/31

Bec D

Esta fórmula nos ser"a de mucha utilidad tambi$n, a la hora de calcular un

"u#i$%& con el ob*etivo de ser usado a la entrada del transformador.

eniendo el valor de la corriente del enrollado primario podemos determinar

qu$ tipo de fusible ser"a factible usar. ara esto debemos esco!er uno que

ten!a un valor al menos un 0F ma&or que el resultado.

5er"a bueno hacer notar aqu" que siempre que se va&a a seleccionar o a

construir un transformador, la intensidad de la corriente que este sea capaz de

entre!ar, tendrá que ser siempre ma&or que la que consumirá el circuito que se

desea alimentar.

III.' . EL RECTIFICADOR

El rectificador es el encar!ado de convertir la tensión alterna que sale del

secundario del transformador en tensión continua. =ebido a esto va a estar

ubicado a la salida del mismo & lo vamos a poder encontrar de tres formas o

confi!uraciones básicas distintas, las cuales son;

• 7edia onda.• Gnda completa con derivación central.• Gnda completa.

uando se le suministra tensión alterna a la entrada de un rectificador & no

e%iste nada conectado a su salida de tensión continua, se dice que está

traba*ando en vac"o. uando a dicha salida se le conecta al!'n equipo se dice

que funciona en car!a.ara realizar la función de rectificación de la corriente se va a hacer uso del

diodo semiconductor. El s"mbolo del diodo es el si!uiente;

Este componente electrónico (considerado como discreto# es el dispositivo

semiconductor más sencillo que e%iste & lo podremos encontrar, prácticamente

en cualquier circuito electrónico. El diodo va a conducir cuando la tensión de su

http://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml


7/31

ánodo sea ma&or que la de su cátodo. @a a permitir la circulación de corriente

entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la va casi que

anular en el sentido contrario. El sentido permitido va a ser de ánodo a cátodo &

podemos ver como la flecha de su s"mbolo lo indica. E%ternamente puede

presentársenos de muchas maneras, por e*emplo;

uando un diodo está conduciendo va a e%istir una diferencia entre la tensión

que entra por el ánodo & la que sale por el cátodo. Gcurrirá una ca"da detensión que estará entre los 0./ & voltios & pudiera ser ma&or en dependencia

de la corriente que est$ circulando por $l. En resumen se puede decir que por

cada diodo que se encuentre conduciendo en un momento determinado

ocurrirá una perdida apro%imada de voltio en lo que respecta a la tensión de

pico.

La fabricación del diodo es mu& sencilla. La misma ocurre cuando se unen

dos materiales semiconductores con caracter"sticas opuestas que, se!'n sean

estas, se les denomina material & material A.

Los materiales de tipo A se van a caracterizar por tener impurezas que a!re!an

electrones libres. or otro lado, los materiales de tipo presentan impurezas

que carecen de electrones, o sea, están compuestos por HhuecosH (en al!unas

literaturas se les nombra tambi$n como Hla!unasH#. uando se unen de

forma f"sica, estos dos materiales, se forma lo que se conoce como *untura

A. Es precisamente en este momento de la fabricación donde se produce el

fenómeno de la difusión.

La difusión provoca que los electrones & los huecos cercanos a la unión

(*untura A# crucen de un lado para el otro & se instalen, cada uno, en la zona

contraria. Este movimiento va a estar sucediendo hasta que la *untura adquiera

un ancho determinado & que es considerado como un semiconductor homo!$neo & estabilizado.

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/semi/semi.shtmlhttp://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/semi/semi.shtmlhttp://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml


8/31

asemos ahora a ver detalladamente la implementación del diodo

semiconductor en cada una de las distintas confi!uraciones de rectificadores.

III.'.1 R&cti"ic(dor d& )&di( ond(

Este constitu&e el más sencillo de todos & !eneralmente se usa sólo para

aplicaciones de ba*a corriente o de alta frecuencia. omo se puede apreciar en

el si!uiente esquema, en el mismo se va a hacer uso solamente de un diodo.

9qu" se ha puesto la resistencia


9/31


10/31

económico. odo esto se debe a que solamente hace uso de dos diodos,

presentando as", menos impedancia.

omo se puede observar en el esquema anterior, este dise)o necesita de un

transformador con cone%ión suplementaria en la mitad del enrollado

secundario. La forma de la onda !enerada en el punto es i!ual a la que se

obtiene en un rectificador de puente de diodos. Las se)ales de tipo alterna

sinusoidal tomadas en los puntos & 2 presentan las formas si!uientes;

=ebido al desfasa*e de las tensiones en los puntos & 2 nunca ambos diodos

podrán conducir a la vez. uando la tensión en sea positiva (en 2 es

ne!ativa# habrá ma&or tensión en el ánodo de = que en su cátodo provocando

que este diodo conduzca. or el contrario, cuando la tensión en 2 sea positiva

(en es ne!ativa# ocurrirá lo mismo con el diodo =2. En este modelo de

rectificador solamente va a conducir un diodo cada vez.

El V(%or *ro)&dio d&% +o%t(,& d& #(%id( es;

Vprom=2Vp

π

El +o%t(,& d& #(%id( será;

Vsal=Vsec

2−0.7V

El +o%t(,& d& *ico in+&r#o será;

PIV =2Vp (sal )+0.7V

III.'.' R&cti"ic(dor d& *u&nt& d& ond( co)*%&t(

Es este el más utilizado & su esquema electrónico es el si!uiente;

http://www.monografias.com/trabajos36/signos-simbolos/signos-simbolos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/signos-simbolos/signos-simbolos.shtml


11/31

5e puede apreciar cómo se combinan los cuatro diodos para obtener una

tensión de salida, aunque todav"a no va a ser estable. En la misma ima!en se

puede ver la onda de salida que se produce en el punto .

uando la entrada de corriente alterna que entra al rectificador es positiva, los

diodos =2 & = conducen provocando que el rizado de la onda de salida sea

i!ual a la de la entrada. En el caso contrario, cuando la tensión de entrada es

ne!ativa, conducen = & =8, de esta forma se invierte la tensión de entrada &

provoca que el rizado de la onda sea i!ual a la forma anterior & vuelva a ser

positiva

En este rectificador de puente siempre van a estar conduciendo dos diodos a la

vez (se dice que conducen dos a dos# por lo que, en este caso, la tensión de

pico (@ma%# de la salida será de 2 voltios menor que la de la entrada. 9unque

la p$rdida aqu" sea ma&or que en el modelo de media onda elaborado con un

solo diodo, el dise)o de puente con cuatro diodos posee mucho me*or

rendimiento.

Esta forma de rectificar es tan com'n que muchos fabricantes van a ofertar

estos diodos preparados &a en un solo componente llamado puente

rectificador. Es por eso que los podremos encontrar en el mercado de muchas

formas, dise)os & caracter"sticas diferentes, por e*emplo;

@an a presentar cuatro terminales, dos para la entrada de tensión alterna

proveniente del transformador & dos para la salida de la tensión rectificada (uno

para el positivo & otro para el ne!ativo#. 5e puede apreciar en los e*emplos

http://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtml


12/31

anteriormente mostrados que estos encapsulados van a tener marcas que

identifican cada terminal, estas pueden ser;

I ara las dos entradas de tensión alterna.

J ara la salida positiva.

ara la salida ne!ativa.

El uso de estos puentes rectificadores, como alternativa al uso de cuatro

diodos, se hace mu& factible &a que van a ocupar menos espacio en las placas

impresas. En el caso de que el puente ven!a dise)ado para soportar !randes

corrientes, va a venir preparado además para ser montado en un disipador

de calor .

>emos podido ver, en los diferentes esquemas que muestran las formas

de ondas ori!inadas por el osciloscopio, como la tensión del rectificador que

lle!a a la car!a (en estos circuitos representada por la resistencia


13/31

omo se puede ver en la fi!ura, dos diodos siempre están en serie con el

resistor de car!a, tanto durante los semiciclos positivos como durante los

semiciclos ne!ativos. 5i estas ca"das de diodo se toman en cuenta, el volta*e

de salida es;

Vp (sal )=Vp ( sec )−1.4V

III.'.'.! Vo%t(,& d& *ico in+&r#o

5upon!a que = & =2 están polarizados en directa & e%amine el volta*e en

inversa a trav$s de = & =8. 5i = & =2 se visualizan como cortos (modelo

ideal#, se puede ver que = & =8 tienen un volta*e de pico inverso i!ual al

volta*e del secundario pico. omo el volta*e de salida es idealmente i!ual alvolta*e secundario

PIV =Vp(sal)

5i las ca"das de los diodos polarizados en directa se inclu&en, el volta*e de pico

inverso a trav$s de cada diodo polarizado en inversa en función de @p (sal# es;

PIV =Vp (sal )+0.7V

III.0 EL FILTRO

La ma&or parte de los equipos electrónicos necesitan una verdadera tensión

continua, siendo la misma aquella donde la ma!nitud de @ma% sea constante

en todo momento (similar a la que es producida por una bater"a#. ara lo!rar

esto se usa la etapa de filtrado.

La etapa de filtrado más sencilla & por ende, más com'n con la que nos vamos

a encontrar en la ma&or"a de los casos es el condensador a la entrada.

Los condensadores (tambi$n conocidos por el nombre de capacitores# son

componentes electrónicos cu&a construcción es mu& simple, &a que los mismos

van a estar formados por dos placas metálicas de determinado tama)o

separadas a una cierta distancia por un material aislante o diel$ctrico

(sustancia esta que es mala conductora de la electricidad & que presenta

la propiedad de amorti!uar la fuerza de un campo el$ctrico que la atraviese,

puede ser aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.#.

El s"mbolo con que es representado en los planos electrónicos es el si!uiente;

http://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/factorpotencia/factorpotencia.shtml#comohttp://www.monografias.com/trabajos14/factorpotencia/factorpotencia.shtml#comohttp://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/electmag/electmag.shtml#CAMPOhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/obtencion-aceite/obtencion-aceite.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/ladrillocolomb/ladrillocolomb.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/compelectropas/compelectropas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/factorpotencia/factorpotencia.shtml#comohttp://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/romano-limitaciones/romano-limitaciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/electmag/electmag.shtml#CAMPOhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/obtencion-aceite/obtencion-aceite.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/ladrillocolomb/ladrillocolomb.shtml


14/31

La capacidad del condensador solamente va a depender de forma

directamente proporcional del área de las placas e inversamente proporcional

de la separación e%istente entre las mismas.

En cuanto a tecnolo!"as de fabricación, se puede decir que e%iste una !ran

variedad en lo que a capacitores se trate. =entro de esta enorme !ama

podremos encontrar los llamados electrol"ticos, los cuales son los de ma&or

capacidad. Estos deben su nombre a que la capa aislante entre las placas se

fabrica de un papel absorbente humedecido con ácido electrol"tico. =urante la

fabricación se les hace circular una corriente el$ctrica entre sus placas para

crear una reacción qu"mica que producirá una capa de ó%ido sobre las placas

metálicas, constitu&endo este, el verdadero diel$ctrico del capacitor. En la

fi!ura si!uiente podemos ver detalladamente la estructura interna e%plicada

anteriormente, as" como e*emplos del aspecto e%terior de dos capacitores

electrol"ticos.

omo se puede apreciar, este capacitor es polarizado, en estos casos su

representación en los planos electrónicos se realiza con al!uno de los

si!uientes s"mbolos;

En la ima!en anterior se observa cómo es identificado cada terminal polarizado

del capacitor electrol"tico con un ras!o diferente. 9unque en estos e*emplos

http://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/signos-simbolos/signos-simbolos.shtmlhttp://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/signos-simbolos/signos-simbolos.shtml


15/31

presentados se ha a)adido el si!no positivo, en muchos planos no se inclu&e

este & se de*a su identificación solamente por el dise)o del !ráfico.

ara la construcción del filtro en cuestión, lo 'nico que se tendr"a que hacer es

a)adir un condensador electrol"tico en paralelo a la salida de la etapa

rectificadora, o sea, paralelo a la entrada de la car!a, de esta forma;

9unque se ha querido usar para ilustrar este e*emplo el modelo de rectificador

de puente de diodos, es bueno se)alar que este m$todo de filtrado es válido

para todos los demás modelos e%plicados anteriormente. La diferencia de usar

uno u otro se pudiera refle*ar en el rizado de la onda obtenida.

En estos casos el condensador se va a car!ar con una tensión

apro%imadamente i!ual a la tensión de pico del enrollado secundario deltransformador, &a que habr"a que tener en cuenta la ca"da que producen los

diodos.

ara rizados de ondas menores se recomienda usar otro tipo de filtrado,

incluso incluir un estabilizador.

III.0.1 Vo%t(,& d& rio


16/31


17/31

=onde Vr ( pp# es el volta*e de rizo pico a pico & V = es el valor de cd

(promedio# del volta*e de salida del filtro. 7ientras más ba*o es el factor de rizo,me*or es el filtro. El factor de rizo puede reducirse incrementando el valor del

capacitor del filtro o incrementando la resistencia de car!a.

9 la hora de seleccionar el capacitor se debe tener en cuenta no solo

el valor de su capacidad sino tambi$n la tensión para la que fue dise)ado.

uando es usado un capacitor en una tensión mucho menor que para la que

fue hecho, está casi sin polarización de corriente continua. Este hecho provoca

el deterioro de la capa de ó%ido & la consecuente falla del circuito en el que

est$ insertado. En caso contrario, o sea, que sea usado en tensiones ma&ores

de las que puede soportar, puede provocar incluso la e%plosión del capacitor.

5e pueden presentar al!unos casos donde este tipo de filtrado tan sencillo no

sea suficiente & tendremos que darnos a la tarea de construir otro haciendo uso

de al!unos componentes electrónicos adicionales.

9nti!uamente era mu& com'n encontrar lo que se llama filtros pasivos


18/31

+na de las desventa*as con las que nos vamos a encontrar a la hora de utilizar

el filtro


19/31

un re!ulador de volta*e a la salida de un rectificador filtrado & mantiene un

volta*e (o corriente# de salida constante pese a los cambios de la entrada, la

corriente en la car!a o la temperatura. El filtro de entrada con capacitor reduce

el rizo de entrada al re!ulador a un nivel aceptable. La combinación de un

capacitor !rande & un re!ulador de volta*e a&udan a producir una e%celente

fuente de alimentación. La ma&or"a de los re!uladores son circuitos inte!rados

& tienen tres terminales; una de entrada, una de salida & una de referencia (o

a*uste#. rimero se filtra la entrada al re!ulador con un capacitor para reducir el

rizo a 0F. El re!ulador reduce el rizo a una cantidad despreciable.

9demás, la ma&or"a de los re!uladores cuentan con una referencia de volta*e

interno, protección contra cortocircuitos & circuitos de interrupción t$rmica.

Están disponibles en una variedad de volta*es, incluidas salidas positivas &

ne!ativas, & pueden ser dise)ados para salidas variables con un m"nimo de

componentes e%ternos. "picamente, los re!uladores de volta*e proporcionan

una salida constante de uno o más amperes de corriente con un alto rechazo a

los rizos. Los re!uladores de tres terminales dise)ados para volta*es de salida

fi*os requieren sólo capacitores e%ternos para completar la parte de re!ulación

de la fuente de alimentación. El filtrado se realiza por un capacitor de !ran valor

entre el volta*e de entrada & tierra. +n capacitor de salida (por lo !eneral de 0.

u? a .0 u?# está conectado de la salida a tierra para me*orar la respuesta

transitoria.

El circuito re!ulador se encar!a de reducir el rizado de la onda as" como de

proveer una tensión de salida con la ma!nitud e%acta que se desee. 9

continuación se presenta el esquema de una fuente re!ulada;


20/31

Esta es de construcción mu& fácil a la vez que presenta buena eficiencia en su

funcionamiento. Es recomendable tener cuidado con los cortocircuitos, &a que

puede da)arse el transistor N2.

9unque el dise)o & construcción de estos re!uladores de tensión no es

una tarea dif"cil, vamos a poder encontrar en el mercado una variedad enorme

de ellos inte!rados en un solo encapsulado. Entre los que podemos encontrar,

están aquellos que presentan tres terminales.

III.2.1 R&3u%(dor "i,o# d& t&n#ión *o#iti+( d& %( #&ri& 4566

Los re!uladores de tensión representantes de esta serie pueden ser

encontrados con diferentes formas o tipo. +na forma mu& com'n la constitu&en

los encapsulados que pueden verse a continuación;

El G220 es mu& usado tambi$n en transistores & variados circuitos

inte!rados. Aormalmente se puede ver con tres terminales o HpatasH, aunque

se fabrican tambi$n de dos, cuatro, cinco e, incluso, siete terminales. Estos'ltimos suelen ser lar!os debido a que son dise)ados para

la tecnolo!"a throu!h hole, en donde los componentes atraviesan la placa de

circuito impreso. uede notarse en este modelo, que tiene la caracter"stica de

poseer el reverso metálico con la presencia de un a!u*ero utilizado para

atornillar este dispositivo electrónico a al!'n disipador de calor.

La distribución de sus terminales va a ser la si!uiente;

El =9O (del in!l$s discrete pacPa!in!# es un dise)o usado como tecnolo!"a

del monta*e superficial. Esta 'ltima se basa en la colocación de los

componentes electrónicos sobre la superficie misma del circuito impreso. Los

componentes que presentan estas caracter"sticas se denominan dispositivos

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/trans/trans.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/trans/trans.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtml


21/31

de monta*e superficial, tambi$n conocidos por las si!las 57= (del

in!l$s 5urface 7ount =evice#.

Esta serie de re!uladores se caracteriza porque la tensión presente entre los

terminales 2 & (tierra & salida# es la indicada en H%%H. Es por eso que si

tenemos el re!ulador /30D, re!ulará a D@, el /32 lo hará a 2@ & as"

sucesivamente. E%isten re!uladores de esta serie para diferentes tensiones

como son; D, 1, 3, 4, etc. =e ah" que se denominen re!uladores fi*os, &a que

una vez fabricados para una tensión determinada, esta no se podrá variar. La

intensidad de la corriente capaz de ofrecer ante una demanda var"a se!'n las

letras intercaladas detrás de los dos primeros d"!itos, por e*emplo, tenemos

que;

• 4566 (sin letra#; 9

• 45L66; 0Q 9

• 45M66; 0QD 9

• 45T66; 9

• 45766; D 9 (h"brido#

• 4566; 0 9 (h"brido#

En el caso de los de la serie L7/3L%% los vamos a poder encontrar enencapsulado diferente, como lo es el G42. omo estos re!uladores van a

entre!ar corrientes mu& por deba*o de 9, no sufren calentamiento peli!roso &

no es necesaria su disipación. 6nmediatamente despu$s del nombre se les

incorpora un sufi*o, el cual puede ser H9H (para un JR DF# o HH (para un JR

0F#, que nos va a indicar el error má%imo en su salida o, como tambi$n se

suele llamar, la tolerancia.

9 la hora de traba*ar con esta serie de re!uladores tendremos que tener encuenta los si!uientes aspectos;

• La tensión de salida e%istente entre los terminales 2 & siempre será de

un valor fi*o, no variable, cu&a ma!nitud estará en dependencia del modelo que

se utilice.

• La corriente que entra o sale por el terminal 2 (com'n# es prácticamente

nula & no se tiene en cuenta a la hora de analizar el circuito de forma

apro%imada. 5e toma como referencia para el re!ulador.

http://www.monografias.com/trabajos11/tierreco/tierreco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tole/tole.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tierreco/tierreco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tole/tole.shtml


22/31

• La tensión que entra por el terminal deberá ser siempre alrededor de 2

ó voltios superior a la que deberá salir por el terminal para ase!urar un

funcionamiento correcto.

•

Estos re!uladores poseen una protección total contra sobrecar!as &cortocircuitos en la salida.

Es posible hacer uso de dos de estos componentes para lo!rar fuentes que

entre!uen a su salida tensiones diferentes. @eamos el circuito si!uiente;

En el caso de que se requiera de valores de salida diferentes, bastar"a con

cambiar los re!uladores por otros que nos proporcionen las tensiones

deseadas. abe hacer el se)alamiento de que el re!ulador de ma&or tensión

ha& que ubicarlo de primero & que la diferencia de tensión entre este & el

se!undo tiene que ser como m"nimo de @. ambi$n se tiene que tener en

cuenta que la intensidad de la corriente que puede soportar este primer

re!ulador es la suma del consumo que se produzca en la primera tensión másla !enerada en la se!unda, & que la suma de ambas no puede superar 9, de

lo contrario, se da)ar"an los componentes. Es recomendable, no obstante,

montar ambos estabilizadores en disipadores de calor.

La potencia que van a tener que soportar estos componentes inte!rados va a

estar en estrecha relación con la ca"da de tensión (diferencia entre la tensión

de entrada & la de salida# & la intensidad de corriente consumida por la car!a.

La fórmula que nos permitirá calcular los vatios consumidos es la si!uiente;

P=(Vent −Vsal )∗ Isal

5upon!amos que tenemos el re!ulador L7/30D cu&a tensión de salida es de

D@ & se decide entrarle 0@ mientras que la car!a conectada a su salida va a

demandar 0,D9. El cálculo de la potencia consumida, quedar"a;

P=(10−5 )∗0.5=2.5w

Este cálculo es mu& importante a la hora de dise)ar una fuente de alimentación

&a sea desde el punto de vista electrónico o est$tico, debido a que de este

http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/consumo-inversion/consumo-inversion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/consumo-inversion/consumo-inversion.shtml


23/31

resultado dependerá la confección del disipador de calor donde sea fi*ado el

inte!rado. >a& que tener en cuenta que la potencia que no sea consumida por

la car!a, será disipada en forma de calor por este 'ltimo. En el e*emplo anterior

supon!amos que en vez de 0@, aplicáramos solamente 3@ a la entrada.

5ustituimos & ser"a;

P=(8−5 )∗0.5=1.5w

@emos que ahora la potencia a soportar por el inte!rado es menor & por lo

tanto habrá menos disipación de calor, tra&endo como consecuencia que se

podrá disminuir el tama)o del disipador.

Las aplicaciones prácticas de estos componentes re!uladores de tensión son

mu& variadasIII.2.! R&3u%(dor "i,o# d& t&n#ión n&3(ti+( d& %( #&ri& 4866

Los e*emplares de esta serie son análo!os a los de la serie /3%%

e%cepto en la distribución de los terminales & en que la tensión de salida es

ne!ativa.

Esta serie de re!uladores se suele usar mucho en combinación con los de la

/3%% con el ob*etivo de suministrar tensiones sim$tricas. 5e dice que una

fuente de alimentación es sim$trica cuando va a ser capaz de suministrar una

tensión de J %% @oltios & otra de S %% voltios respecto a masa. ara esto se

utiliza un transformador con doble secundario i!ual al empleado en el

rectificador de onda completa con derivación central. 9 continuación se puede

ver un e*emplo del uso de esta combinación de re!uladores;


24/31

ara que se ten!a una noción más clara de la cantidad de componentes

electrónicos que son incluidos dentro de estos peque)os encapsulados,

presentamos a continuación el esquema del re!ulador L7/40D (re!ula a D@#que viene en su ho*a de datos;

III.2.' R&3u%(dor (,u#t($%& d& t&n#ión *o#iti+( LM'14

Este inte!rado es capaz de proporcionar, en su salida, una tensión variable.

ara lo!rar esto, solamente basta con adicionarle al circuito una resistencia &

un potenciómetro. 9 continuación tenemos un esquema donde se observa la

distribución de los pines del L7/ as" como una de las diferentes formas en

que lo vamos a poder ver funcionando;

http://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtml


25/31

5i a*ustamos el valor del potenciómetro (


26/31

La tabla del esquema nos muestra los valores de cada una de las resistenciasas" como el volta*e que se obtendr"a con su empleo. ambiando las

resistencias e%puestas aqu" por otras de diferentes valores, se podrá modificar

los volta*es de salida de la fuente.

Esta serie de re!uladores L7/, al i!ual que los de la serie /3%% & /4%%,

poseen una protección total contra sobrecar!as & cortocircuitos en la salida.

iene la caracter"stica de que puede suministrar no más de ,D9 a la car!a

conectada en su salida.

III.2.0 R&3u%(dor (,u#t($%& d& *ot&nci( LM'29

Este inte!rado re!ulador tiene un funcionamiento e%actamente i!ual que el

L7/, con la diferencia de que es capaz, por s" solo, de suministrar 9 a la

car!a conectada a su salida.

En el caso de que quisi$ramos conse!uir más de 9 en la salida, se puede

recurrir al si!uiente circuito donde es utilizado un transistor para ampliar la

corriente de salida;

http://www.monografias.com/trabajos36/teoria-empleo/teoria-empleo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/teoria-empleo/teoria-empleo.shtml


27/31

IV. DISE:O DE LA FUENTE REGULABLE DE VOLTAJE

ara nuestro caso hemos decidido elaborar una fuente con un volta*e

re!ulable, que va desde los 1.2 volts hasta los !9 volts. La intensidad de

corriente má%ima que suministrara la fuente será de ! amperes. or lo tanto, lapotencia má%ima que desarrollada por este, será de 4! Tatts.

9 continuación se detallara el circuito de la fuente re!ulable;

Esta fuente tiene los si!uientes dispositivos (empezando por la entrada

de volta*e#;

• +n interruptor • +n fusible• +n transformador reductor • +n puente de diodos• apacitores•

+n re!ulador de volta*e a*ustable•


28/31

• El transformador debe tener una potencia superior a los /2 Tatts.• La relación de transformación va ser de 220R1 @.

eniendo en cuenta las especificaciones anteriores vamos a calcular las

corrientes;

o orriente del primario P ent = P sal= P

Vent ∗ Ient =Vsal∗ Isal

Vent ∗ Ient = P

220∗ Ient =72

Ient =0.33 A

o orriente del secundarioVsal∗ Isec= P

36∗ Isec=72

Isec=2 A

V.! Fu#i$%&

La dimensión del fusible se calcula con la corriente del primario & se aumentara

un 20 F para nuestro dise)o.

I fusible=0.33 A+0.33∗20

I fusible=0.39 A

La capacidad del fusible será de 0.8 9

V.' *u&nt& d& diodo#

El volta*e de salida del puente de diodos es;

V p ( sal )=V p (sec )−1.4V

9hora el volta*e pico del secundario es;

V p ( sec )=V rms (sec )∗√2

G sea;

V p ( sec )=36∗√2


29/31

V p ( sec )=50.9V

Entonces el volta*e pico a la salida del puente de diodos será como;

V p ( sal )=50.9

−1.4

V

V p ( sal )=49.5V

9hora el volta*e promedio de salida en = es;

V prom=2∗Vp(sal)

π

V prom=2∗49.5π

V prom=31.5V

ara esco!er la capacidad de del puente de diodos tenemos que calcular el

volta*e & la corriente má%ima que circulara por cada diodo. ara ello vamos a

calcular el volta*e de pico inverso del diodo;

PIV =V p (sal )+0.7V

PIV =49.5V +0.7V

PIV =50.2V

ara nuestro dise)o aumentaremos un 20F más del PIV calculado.

→50.2V +20∗50.2

→60.24V

El puente de diodos a esco!er debe ser de 10 volts & 2 amperes de

capacidad.

V.0 "i%tro

El filtro a utilizar es un capacitor. 9hora vamos a calcular la capacitancia.ara determinar los valores correctos de los condensadores que serán

http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml


30/31

utilizados en un rectificador de puente de diodos se utiliza lo que llaman la re!la

del 0F. 5e nombra as" &a que el rizado de la onda obtenida es de ese

porcenta*e. La fórmula para su cálculo es la si!uiente;

(riso=10 )→ C = 5∗ I f ∗Vsal

C = 5∗2

120∗49.5

C =1683.5uF

ara verificar estos resultados utilizamos las si!uientes formulas;

V r ( pp )= 1f ∗ Rl∗C

∗V p ( sal )

V CD=(1− 1

f ∗ Rl∗C )∗V p (sal )

r=V r ( pp )

V CD

ara ello necesitamos la car!a

Rl=V prom

Imax

Rl=31.5V

2 A

Rl=15.75

Ω


31/31

V.2 R&3u%(dor d& +o%t(,& (,u#t($%&.

omo nuestro dise)o va suministrar una intensidad de 2 amperes, entonces

vamos a esco!er un re!ulador que cumpla con lo requerido.

LM'14. on un volta*e a*ustable desde . volts hasta / volts, & una

intensidad de corriente de hasta .D amperes como má%imo.

LM'29. La diferencia con el LM'14 es la corriente que conduce, hasta

amperes como má%imo.

or lo tanto para nuestro dise)o esco!emos el re!ulador de la serie LM'29.

9demás este va acompa)ado de 2 capacitores por lo !eneral de .0 u? & 0.

u? conectados a tierra.

V.= Ri#t&nci( > ot&nció)&tro?

5e colocaran una resistencia de 0 ohm & un potenciómetro de Pilo ohm.

VI. SIMULACIÓN < CONSTRUCCIÓN DE LA FUENTE REGULABLE DE

VOLTAJE

VII. CONCLUSIONESVIII. BIBLIOGRAFIA

fuente regulable de voltaje 0 a 20v y 2a.docx

Documents