elab, Laboratorio Remoto de Electrónica ITESM, Depto. de Ingeniería Eléctrica PRÁCTICA PD5 Fuentes de Poder de CD OBJETIVO Entender el funcionamiento de los circuitos rectificadores de media onda y onda completa, y analizar los principios de funcionamiento de las fuentes de poder de corriente directa, reguladas y no reguladas. INTRODUCCIÓN Los dispositivos electrónicos requieren en su gran mayoría de un voltaje de corriente directa para poder operar. Sin embargo, ya que la principal fuente de energía eléctrica que tenemos disponible es la red eléctrica de corriente alterna, es necesario contar con circuitos electrónicos que nos conviertan la energía eléctrica de corriente alterna disponible en la red a una señal de corriente directa de un nivel determinado y con poca variación ante cambios en los requerimientos de la carga y en el propio suministro de la red eléctrica. Este tipo de circuitos electrónicos los conocemos como Fuentes de Poder o Fuentes de Alimentación de CD Bibliografía Libro de Texto: Microelectronics; Circuit Analysis and Design (Chapter 2) Donal A. Neamen, McGraw Hill, 3 rd Edition, 2007 Libros de Consulta: Electronic Devices (Chapter 2) Thomas L. Floyd, Prentice Hall, 6 th Edition, 2002 Electronic Devices and Circuits (Chapter 4) Robert T. Paynter, Prentice Hall, 7 th Edition, 2006 Electronic Circuits; Analysis, Simulation, and Design (Chapter 3) Norbert R. Malik, Prentice Hall, 1995 Actividad Previa I) Lea detenidamente en el capitulo 2 de su libro de texto (Circuitos con Diodos), y en los libros de consulta, el material relacionado con filtros de voltaje y diodos zener, y conteste lo siguiente: Mencione cuales son los dos tipos básicos de circuitos rectificadores Cuáles son los dos tipos de circuitos rectificadores de onda completa? - 1 -
Obtén la Hoja de Datos del diodo rectificador 1N4001 y anota sus valores característicos: corriente de saturación inversa, voltaje de ruptura, voltaje en directa y corriente máxima del diodo. Obtén la hoja de datos del diodo zener 1N4728 y anota sus valores característicos: voltaje zener (especificar la corriente de prueba), resistencia en la región zener, corriente mínima y corriente máxima del diodo zener. Cuál es la diferencia entre un diodo rectificador y un diodo zener? Explique con sus propias palabras que es una Fuente de Poder de CD PROCEDIMIENTO Circuitos Rectificadores. Deshabilitando el filtro y el circuito regulador, analiza los circuitos rectificadores de media onda y de onda completa de la práctica. Realiza las mediciones correspondientes y calcula los valores que se te indican. Adicionalmente puedes comprobar tus resultados ya sea medidos o calculados, mediante la simulación del circuito. a) Mide la frecuencia y la amplitud del voltaje a la entrada de cada rectificador (voltaje en el devanado secundario del transformador). Determina también el valor efectivo del voltaje de entrada. b) Observa el voltaje a la salida de ambos rectificadores, mide la amplitud y frecuencia del voltaje de salida y determina el voltaje de CD directa disponible en ambos casos. - 2 -
c) Observa el voltaje en los diodos y determina su voltaje en conducción y el voltaje de pico inverso. d) En base a las mediciones efectuadas y los datos del primario del transformador, determina cual es la relación de vueltas del transformador. Fuente de Poder No Regulada. Habilita el filtro y analiza el efecto del filtro capacitivo sobre la salida del circuito rectificador. Realiza las mediciones correspondientes y calcula los valores que se te indican. Adicionalmente puedes comprobar tus resultados ya sea medidos o calculados, mediante la simulación del circuito. e) Para una rectificación de media onda observa la forma de onda a la salida y determina el voltaje mínimo y máximo, el voltaje de rizado de pico a pico, el voltaje de CD en la carga y la frecuencia del voltaje de salida. f) Para una rectificación de onda completa observa la forma de onda a la salida y determina el voltaje mínimo y máximo, el voltaje de rizado de pico a pico, el voltaje de CD en la carga y la frecuencia del voltaje de salida. g) Con los valores medidos para ambos circuitos rectificadores, determina en cada caso el valor estimado del filtro capacitivo y compáralo con el especificado en el circuito de la practica. h) Cuales son las diferencias en el voltaje de salida de ambos circuitos rectificadores y porque se establecen esta diferencias? Fuente de Poder Regulada. - 3 -
Habilita el regulador y analiza el efecto del regulador con diodo zener sobre el voltaje de salida. Realiza las mediciones correspondientes y calcula los valores que se te indican. Adicionalmente puedes comprobar tus resultados ya sea medidos o calculados, mediante la simulación del circuito. i) Con el rectificador de onda completa seleccionado, observe las señales de voltaje a la entrada y a la salida del circuito regulador. Cuál es la diferencia entre ambas formas de onda? Como es el voltaje de entrada y como es el voltaje de salida? j) Con el rectificador de media onda seleccionado, observe las señales de voltaje a la entrada y a la salida del circuito regulador. Cuál es la diferencia entre ambas formas de onda? Como es el voltaje de entrada y como es el voltaje de salida? k) Compare el voltaje a la salida del regulador para ambos circuitos rectificadores Hay una diferencia en la forma de onda para ambos circuitos rectificadores? Porque? l) Mida las corrientes mínima y máxima a la entrada del regulador y en la carga. Determine en base a esta medición la corriente mínima y máxima en el zener. m) Las corrientes mínimas y máximas del zener en el circuito están dentro de los rangos de corriente especificados por el fabricante? - 4 -
n) Deshabilite el filtro y observe, para ambos circuitos rectificadores, el voltaje a la salida del regulador. Describa como son las formas de onda y explique porque. COMENTARIOS Y CONCLUSIONES 1) Compare el voltaje y la frecuencia medidos a la salida de ambos rectificadores, y el voltaje de CD disponible en ambos casos. Anote sus comentarios, 2) Para una fuente de poder no regulada, cual de los dos circuitos rectificadores recomendarías y porque. 3) Es indispensable el elemento capacitivo en una Fuente de Poder Regulada? Por qué? 4) Explique claramente cual es la función de cada uno de los componentes de la Fuente de Poder; el Transformador, el Circuito Rectificador, el Filtro Capacitivo y el Diodo Zener. 5) Anote enseguida sus conclusiones generales de la presente práctica: - 5 -