Fuentes de alimentación. Lineales

Transcripción

1 Fuentes de alimentación Lineales

2 Regulador integrado 7805

3 Diagrama en bloques

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5 Mediciones

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7 Diagrama en bloques Fuente de alimentación lineal Fuente no regulada ni estabilizada Fuente regulada y estabilizada TRANSFORMADOR RECTIFICADOR FILTRO REGULADOR CARGA FICHA DE ALIMENTACIÓN FUSIBLE INDICADOR DE ENCENDIDO INDICADOR DE NIEL DE TENSION DE SALIDA

8 Fuente de tensión básica Convertidor de corriente alterna en continua: Una fuente de alimentación simple consiste en transformador, un rectificador y un filtro, conectado a la red de distribución eléctrica domiciliaria. El siguiente esquema ilustra el circuito típico: Explicar las ventajas y desventajas entre ambos!

9 Funcionamiento del rectificador i i

10 Tensiones en el rectificador y la carga Caída de tensión en los diodos Tensión sobre la carga Tensión sobre el secundario del transformador Intervalo de no conducción de los diodos

11 El filtrado se logra con el agregado de un capacitor Con éste circuito se obtiene una tensión media de 7,5 en la carga a partir de una tensión nominal de línea de Hz, con una tensión en el bobinado secundario del transformador de 10 pico

12 Tensiones y corrientes en el rectificador, filtro y carga Corriente en D1 Tensión de salida Tensión en transformador 22A Tensión media sobre la carga = 7,5 7,5A 8 7 Corriente media en la carga = 1,5A Tensión en D1-8,5 0,75

13 Tensión de salida con 240 de entrada y carga al 1% 9,8

14 Tensión de salida con 220 de entrada y carga al 50% 7,9

15 Tensión de salida con 200 de entrada y carga al 100% 6,3

16 Factor de Rizado: Luego de comprender el funcionamiento del circuito, definimos: Factor de rizado (en adelante ripple): F = El cálculo del factor de ripple se realiza en forma aproximada asumiendo: Resistencia interna del transformador muy baja Tiempo de carga del capacitor despreciable Resistencia de carga constante El capacitor se descarga linealmente sobre la resistencia de carga durante un semiperiodo del ciclo de la tensión de entrada La forma de onda del ripple se puede aproximar a una triangular r ca cd

17 SALIDA cd rpp T / 2 0 t

18 T / 2 rpp La tensión de salida media es La tensión eficaz de ripple es El factor de ripple resulta F r cd ca = aplicando se obtiene v C = 1 T C / 2 0 idt 1 T rpp = = C R 2 2 para la descarga de C frc rpp 1 = = = frc 4 frc = ca cd 2 rpp = 3 = frc 1 ( 4 frc 1) Lo que permite estimar el valor de C como C 1 1 = fr 3F r

19 Ejemplo Se midió en una fuente real los siguientes valores: Tensión de salida del transformador = 18 Tensión media sobre la carga = 22 Tensión eficaz de ripple = 0,7 C = 100 µf R = 800 Ω Resultando un factor de ripple medido de: F r = ca cd = 0,7 22 = 0,032 Con los datos se utiliza la fórmula aproximada resultando: F r = 3 1 ( 4 frc 1) = 0,038

20 El regulador serie elemental El regulador serie es un amplificador de potencia con salida clase A y realimentación serie paralelo R + R ro 1+ af ( ) SAL REF + R 10 R SAL 1/f BE2 af

21 Ganancia de lazo a f El término af se conoce como ganancia de lazo

22 Se puede calcular o medir con el siguiente esquema: a SAL a f = v SAL PRUEBA f v PRUEBA

23 El regulador serie elemental Análisis por realimentación

24 El regulador serie elemental Análisis por realimentación SAL F = f SAL f = R10 R10 + R11

25 El regulador serie elemental Análisis por realimentación vo a f = a f >> 1 v A 1 f = R + R R = R + R ( ) SAL A ENT REF + R 10 BE2

26 Regulación El regulador logrará mantener la tensión de salida con una variación acotada en función de la variación de la corriente en la carga SAL R SAL I SAL SAL Δ SAL t I SAL ΔI SAL t

27 El regulador serie diferencial Modificando el circuito de entrada se obtiene mejor rechazo de modo común R + R SAL REF R 10

28 El regulador serie diferencial con fuentes de corriente R + R SAL REF R 10

29 El regulador serie diferencial con fuentes de corriente y darlington de salida R + R = SAL REF R 10

30 El regulador serie diferencial con fuentes de corriente, darlington de salida y REF variable R + R = SAL REF R 10 R1 + R2 R

31 El regulador serie diferencial con fuentes de corriente, darlington de salida, REF variable y protección por limitación de corriente BE 4 I MAX = + R3 I POL1 I SAL SAL

32 Limitador de corriente IC SAL + R S I C SAL SAL C E I MAX SAL MAX B I SAL I MAX I POL BE I MAX = cuando es SAL < RLIM (En esta condición T2 queda al corte) SAL MAX

33 Limitador de corriente por foldback IC SAL + R S I C SAL SAL C E SAL MAX B I POL I CC I MAX I SAL Calcular I MAX! R I 1 + cuando es < CC = BE 1 SAL R S R 2 (En esta condición T2 queda al corte) SAL MAX

34 A partir de: BE = notar que R1 varía con SAL RS R1 Para la corriente I CM debe ser RS > R1 de manera que: = BE RS = 0, R1 7 Resolviendo la maya se tiene: BE = R S I C Desarrollando: ( + R I ) I SAL C = S C R ( R + R ) R R + S 1 BE R R R En caso de cortocircuito SAL = 0 y resulta: I CC R R = BE RS 2 Al liberar el cortocircuito se normaliza todo 1 SAL

35 Regulador de tensión integrado de precisión LM723 o TDB0723 Característcas principales Reúne todas las partes vitales de un regulador de tensión Permite diseñar fuentes de tensión desde 2 a 37 Se puede programar el limitador de corriente Tensión de entrada máxima de 40 Corriente máxima de salida de 150 ma

36 Regulador de tensión integrado de precisión TDB0723

37 Diagrama en bloques del regulador 723

38 Conexionado para tensión de salida REF

39 Conexionado para tensión de salida REF

40 Conexionado para tensión de salida de 2 a 37

41 Características eléctricas del 723

42 Fuente de corriente de precisión

43 Fuente de corriente de precisión GENERADOR AMPLIFICADOR REALIMENTADOR CARGA

44 Fuente de corriente de precisión GENERADOR AMPLIFICADOR CARGA A = I SAL REALIMENTADOR F = f I SAL F = R7I SAL f = R I SAL 1 = 1 = f R 7 Z SAL =? 10 Ω 1

45 Fuente de corriente de precisión GENERADOR AMPLIFICADOR CARGA A = I SAL REALIMENTADOR F = f I SAL F = R7I SAL f = R I SAL 1 = 1 = f R 7 Z SAL =? 10 Ω 1