Fuente de tensión regulada

Transcripción

1 Fuente de tensión regulada Fuente ideal de tensión V + _ V = cte. = cte. sin limitación de valor R S V cte. V + Fuente real de tensión ripp V ripp ripp _ T AMB < T MAX < I MAX

2 Parámetros p/caracterizar Fuentes de Tensión Z0 y Tiempo de recup V i FUENTE ripp 1 Tensión de salida 2 Tolerancia de la tensión de salida 3 Corriente de carga máxima 4 Ripple en la carga 5 Temperatura de trabajo máxima 6 Regulación de Carga 7 Regulación de Línea

3 PARAMETROS DE LA FUENTE DE TENSION d N Δ N d Fuente Ideal Fuente Real M Regulación de carga r c = Δ V i =cte. =100% Resistencia de salida R 0 R 0 = d d V i =cte. ~M

4 Fuente de tensión continua regulada R S V V ripp + ripp _ REGULADOR V + _ Disminuir Rs REGULADOR Disminuir V ripp Estabilizar

5 Esquema Fuente Regulada Lineal V i AC TRAFO AC RECTIFICADOR + FILTRO CC REGULADOR LINEAL CC PROTECCION CC REGULADOR LINEAL (PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO) Fuente No regulada R S R V V ripp Controlador R L Para que = cte. - Elemento de control (R) Disipa Potencia

6 REGULADOR LINEAL SERIE (PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO) Fuente No regulada V R S R V ripp Controlador R L Para que = cte.

7 REGULADOR LINEAL SERIE T P V + R Z R1 _ V i VL V -- + V Z R 2

8 Vi R S + Análisis Cuantitativo del Regulador Lineal Serie (I) V ripp V _ R s V i V A K A V V REF

9 Análisis Cuantitativo del Regulador Lineal Serie (II) Cuando = cte y V REF = cte. = 0 y V REF = 0 Cuando V i = cte y V REF = cte. V i = 0 y V REF = 0 Cuando = cte y V i = cte. = 0 y V i = 0

10 REGULADOR LINEAL SERIE T P V + R Z R1 _ V i VL V A V -- + V Z R 2 Condiciones de diseño MAX ripp T AMB Seleccionar dispositivos Tp Amp.Op. Diodo zener Resistores Especificar fuente no regulada Vi V iripp I MAX

11 CONDICIONES DE DISEÑO En zona activa directa V im V CEsat Transistor de paso T p V i MAX < VCE 0 Dentro de la zona de operación segura MAX I CMAX V CE I C MAX P M V imax V + + V MAX Max. Absolutos V REF VMC MAX Amp. Op. I BTp I 0MAX Operación en zona lineal V + V A Min Vsat OP

12 PROTECCION (I) Limitador de Corriente I BTP I C2 Cuando V RSC = V BEon I C2 le quita corriente a la base de T P no puede aumentar

13 PROTECCION (I) Limitador de Corriente N MAX Corriente a la que comienza a proteger el circuito MAX = V BEon R SC Maxima Potencia en funcionamiento normal P FNMAX = Vi MAX N MAX Maxima Potencia en corto circuito P CCMAX = Vi MAX MAX

14 PROTECCION (I) Limitador de Corriente N P 2 = Vi MAX CC MAX CC CC 1.1MAX TP debe dimensionarse para manejar una potencia que solo aparece en la condición de cortocircuito

15 PROTECCION (II) Corriente Reentrante La tensión de disparo de la protección depende de la corriente y la tensión en la carga V RSC + V BEQ2 = V RSC V RB V BEQ2 = R SC k V RB = R B R A + R B V RSC = R SC k = R B R A + R B

16 V BEQ2 = R SC k Condición de Corto Circuito = 0 = CC V BEQ2 = CC R SC Condición de Funcionamiento Normal = N = FN V BEQ2 = FN R SC kn CC = VBE onq2 R SC FN = VBE onq2 + kn R SC FN > CC

17 N P FN = Vi M N FN P CC = Vi M CC La potencia de TP es la misma en Corto Circuito y Funcionamiento Normal CC Coloco un TP que pueda disipar P FN FN Ajusto las resistencias R SC, R A y R B para obtener P CC = P FN Aprovecho mejor el circuito térmico Vi M CC = Vi M N FN CC = 1 N Vi M FN

18 PROTECCION (II) Corriente Reentrante N CC FN Se dimensiona el circuito térmico para soportar las condiciones de funcionamiento normal y cortocircuito de salida Se diseña la protección para que P FN = P CC Como la potencia disipada en corto circuito es la misma que la de funcionamiento normal el disipador y el transistor TP se utilizan a pleno.

19 REGULADOR INTEGRADO XX723 V i V 0 C S V + C L V NI V IN V REF V -

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21 Esquema del Circuito REGULADOR INTEGRADO XX723

22 REGULADOR INTEGRADO XX723

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24 POTENCIA DISIPADA POR UN REGULADOR LINEAL SERIE T P V + V i _ R Z R1 VL η = V i V A V -- + V Z R 2 P R = V i MAX IL MAX P L = IL MAX P T = P L + P R η = 1 η = P L P T 1 + P R PL η = V i

25 Fuente de Referencia de Banda Prohibida (I) V REF V BE

26 Fuente de Referencia de Banda Prohibida (II)

27 Fuente de Referencia de Banda Prohibida (III)