Práctica #7 Fuentes de alimentación simétrica fija y variable

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Ingeniería Mecatrónica

Fundamentos de Electrónica

Práctica #7

Fuentes de alimentación simétrica fija y variable

Profesor:

CARVAJAL GÁMEZ BLANCA ESTHER

Fecha de entrega:

Miércoles 01 de julio de 2015

OBJETIVOS

• Realizar los cálculos correspondientes de una fuente simétrica fija con una salida de 5 V.
• Construir el circuito de una fuente simétrica fija de +- 5 V.
• Realizar los cálculos necesarios de resistencias y potencia para construir una fuente simétrica variable.
• Construir el circuito de una fuente simétrica variable de 1.25 V a 18 V.

INTRODUCCIÓN

Las fuentes de corriente directa, también llamadas fuentes de alimentación, son un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta o, dentro de un laboratorio de electrónica, más comúnmente, a los múltiples circuitos armados de los cuales se realizan pruebas o demostraciones.

La fuente de alimentación regulada para su correcto funcionamiento se constituye a base de 4 etapas de funcionamiento, las cuales se muestran en el esquema de la Figura 1.

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Figura 1. Esquema de una fuente de alimentación.

Las diferentes etapas de describen a continuación:

Transformador de entrada. El trasformador de entrada reduce la tensión de red (generalmente 220 o 120 V) a otra tensión más adecuada para ser tratada. Solo es capaz de trabajar con corrientes alternas. Esto quiere decir que la tensión de entrada será alterna y la de salida también.

Rectificador a diodos. El rectificador es el que se encarga de convertir la tensión alterna que sale del transformador en tensión continua. Para ello se utilizan diodos. Un diodo conduce cuando la tensión de su ánodo es mayor que la de su cátodo. Es como un interruptor que se abre y se cierra según la tensión de sus terminales.

Filtro. La tensión en la carga que se obtiene de un rectificador es en forma de pulsos. En un ciclo de salida completo, la tensión en la carga aumenta de cero a un valor de pico, para caer después de nuevo a cero. Esta no es la clase de tensión continua que precisan la mayor parte de circuitos electrónicos. Lo que se necesita es una tensión constante, similar a la que produce una batería. Para obtener este tipo de tensión rectificada en la carga es necesario emplear un filtro.

El tipo más común de filtro es el del capacitor a la entrada, en la mayoría de los casos perfectamente válido. Sin embargo en algunos casos puede no ser suficiente y se tiene que colocar un capacitor adicional a la salida del regulador.

Regulador. Un regulador o estabilizador es un circuito que se encarga de reducir el rizado y de proporcionar una tensión de salida de la tensión exacta deseada.

En la Figura 2 se muestra el circuito básico de una fuente de tensión detallando las diferentes etapas del proceso.

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Figura 2. Etapas en el circuito de una fuente de alimentación.

Fuente simétrica fija

Para construir cualquier fuente simétrica es necesario realizar un circuito con dos arreglos como el mostrado en la Figura 2, uno para la salida positiva y otro para la negativa, en cada caso se utilizará un tipo determinado de regulador. Los cambios serán: la conexión con el puente H debe ser a la salida correspondiente (positiva o negativa), la polarización de los capacitores debe ser de acuerdo a la tensión circulante y la derivación central del transformador debe ser conectado a tierra.

Para obtener a la salida una tensión positiva se utilizan reguladores de la serie 78XX, cuya tensión entre sus terminales es de XX volts. Si se requiere una tensión negativa se emplean reguladores de la serie 79XX. En la Figura 3 se aparece un ejemplo de una fuente simétrica fija de +- 8 V.

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Figura 3. Fuente simétrica fija de +- 8 V.

Fuente simétrica variable

La fuente variable tendrá el mismo esquema que la fija a excepción de la etapa de regulado. Se requiere de reguladores LM317 y LM337, el primero trabajará con tensiones positivas y el segundo con tensiones negativas. Estos reguladores proporcionan una tensión de salida variable sin más que añadir una resistencia y un potenciómetro. El esquema a seguir es el siguiente:

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Figura 4. Etapa de regulación de una fuente variable negativa.

Como se mencionó con la fuente fija, para la fuente variable es necesario construir un arreglo con el regulador de tensiones negativas igual a la de tensiones positivas.

DESARROLLO

Empezamos con la construcción de una fuente simétrica fija, para esto se usaron los reguladores de la serie 7812 y 7912, donde el primero es el regulador positivo y el segundo es para tensión negativa.

La construcción del circuito se muestra en las siguientes figuras.

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Figura 5. Fuente positiva fija a 12v.

En la Figura 5 es posible ver que se siguieron los pasos para la construcción de este tipo de fuente correctamente, en la parte más derecha dela Figura vemos el puente hecho de diodos, los cuales como sabemos rectifican la señal de alterna entrante. Después pasa por un condensador en serie el cual hará el primer filtrado de la señal, más a la izquierda se encuentra el regulador positivo de la serie 7812 en cual únicamente como salida se le es colocado un condensador cerámico en serie con el fin de tener una señal bien filtrada. En la Figura 6 veremos desde otro ángulo el circuito.

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