GUIA Práctica 3 FUENTES DE VOLTAJE CON REGULADORES INTEGRADOS PDF

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LABORATORIO PARA LA PRACTICA Y REALIZACION DE FUENTES DE VOLTAJE YA CON REGULADORES INTEGRADOS QUE NOS PERMITIRAN HACER EL DISEÑO DE UNA FUENTE DE VOLTAJE MAS FACIL QUE CON LOS REGULADORES DISCRETOS , DONDE SE UTILIZABAN UNA SERIES DE ETAPAS QUE AHORA EN UN REGULADOR INTEGRADO YA LAS TIENE...

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UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

GUÍA DE LABORATORIO INGENIERÍA ELECTRÓNICA EXTENSIÓN TUNJA

VERSION No. 1

FECHA DE EMISION

2016/09/12 FECHA DE EMISION 2016/09/12

Asignatura: ELECTRONICA II

Código: 8108681

Docentes: Jorge Alberto Tibaduiza Rincón

E-mail: [email protected]

Monitor:

E-mail:

PRACTICA No. 03 FUENTES DE VOLTAJE CON REGULADORES INTEGRADOS 1. Objetivos: A. Diseñar e implementar algunas partes esenciales de las fuentes reguladas. B. Analizar el proceso de regulación de voltaje y los dispositivos que hacen parte de ella. C. Realizar el montaje de una fuente de alimentación regulada. 2. Materiales y Equipos: •

Transformador

•

Protoboard.

•

Diodos y resistencias.

•

Condensadores Varios.

•

Multímetros

•

Reguladores de voltaje en circuito integrado 7805, 7905, 7812, 7912, LM337 y LM317

Computador con simulador ORCAD, para la realización de las respectivas simulaciones tener en cuenta como se realizan las simulaciones . 3. Planteamiento y Procedimiento:

Los reguladores de tensión son circuitos capaces de proporcionar tensiones estables a cargas que pueden ser del valor nominal del regulador o encontrarse por debajo de ella. Habitualmente están basados en elementos de referencia de tensión que proporcionan la precisión y estabilidad, junto con otros elementos de amplificación de potencia que los habilitan para transferirla a las cargas.

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Dentro de la presente práctica se desarrollarán diferentes circuitos reguladores usando elementos integrados de diferentes características con el fin de poder comparar su funcionamiento. Se recomienda la revisión de las hojas de datos de cada uno de los dispositivos. 4. Descripción de la Practica y Requerimientos de Diseño: 4.1 Fuente de voltaje con reguladores en circuito integrado: Los reguladores integrados usualmente empleados (78XX y 79XX), soportan una corriente máxima de 1A, pero en la realidad sólo alcanzan un 75% del valor característico. Por esta razón, es posible mediante una modificación simple al circuito, agregándole un transistor de potencia y una resistencia también de potencia para aumentar sus capacidades. En esta practica se propone realizar el diseño y la implementación de fuentes de voltajes fijas y variables, con base a reguladores de voltaje integrados. La fuente primaria no regulada puede ser la misma para todos los montajes. La corriente sobre la carga debe ser de 2 A en todos los casos. Para la realización de los diferentes montajes tenga en cuenta que, dependiendo del valor X (ultimo digito del código del segundo integrante del grupo) se elaborarán diferentes circuitos:

4.1.1

Regulador de Voltaje Positivo con capacidad de alta corriente. Q1 2N2955

U1 LM7812C

+Vent 1

GND

•

Si X es par: Realizar regulador positivo fijo, negativo variable y positivo fijo con protección contra corto circuito. Si X es impar: Realizar regulado negativo fijo, positivo variable y positivo fijo con protección contra corto circuito.

IN

+Vsal 2

OUT

RG

3

•

C1 0.33uF

C2 0.1uF

RL

0

Figura 1. Regulador de voltaje de 12 V con capacidad de alta corriente. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA Sede Central Tunja–Boyacá–Colombia Avenida Central del Norte 39-115

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¿Qué características tiene el Transistor de Potencia implementado en el esquema básico mostrado en la figura 1? Relacione parámetros importantes como la Potencia de Disipación Máxima, y demás magnitudes involucradas. Registrar los valores pedidos en la Tabla 3, y relacionarlos con los valores encontrados por simulación. PARÁMETRO VALOR Voltaje de salida sin carga. Voltaje de salida con carga nominal. Corriente de salida nominal. Corriente de salida máxima. Potencia de disipación del regulador. Potencia entregada a la carga. Regulación de carga Tabla 1. Características prácticas del regulador de la figura 1. Regulador de Voltaje Negativo con capacidad de alta corriente. Q2N3055

1

-Vent

IN

GND

U4 LM7912C

RG

OUT

2

-Vsal

3

4.1.2

0.33uF

0.1uF

RL

0

Figura 2. Regulador de voltaje de -12 V con capacidad de alta corriente. PARÁMETRO Voltaje de salida sin carga. Voltaje de salida con carga nominal. Corriente de salida nominal. Corriente de salida máxima.

VALOR

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Potencia de disipación del regulador. Potencia entregada a la carga. Regulación de carga

4.1.3

Tabla 2. Características prácticas del regulador de la figura 3. Regulador de voltaje positivo variable con capacidad de alta corriente. MJE2955

1

+Vent

OUT

2

+Vsal

3

0

IN

GND

U4 LM317T

RG

R1 RL

0 R2

0

Figura 3. Regulador de voltaje positivo variable con capacidad de alta corriente. PARÁMETRO Voltaje de salida sin carga. Voltaje de salida con carga nominal. Corriente de salida nominal. Corriente de salida máxima. Potencia de disipación del regulador. Potencia entregada a la carga. Regulación de carga

VALOR

Tabla 3. Características prácticas del regulador de la figura 4.

4.1.4 Regulador de voltaje negativo variable con capacidad de alta corriente.

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Figura 4. Regulador de voltaje negativo variable con capacidad de alta corriente. PARÁMETRO Voltaje de salida sin carga. Voltaje de salida con carga nominal. Corriente de salida nominal. Corriente de salida máxima. Potencia de disipación del regulador. Potencia entregada a la carga. Regulación de carga

VALOR

Tabla 4. Características prácticas del regulador de la figura 5. 4.1.5

Regulador de voltaje fijo con alta capacidad de corriente y protección contra corto circuito

Figura 5. Regulador de voltaje fijo con alta capacidad de corriente y protección contra corto circuito. PARÁMETRO

VALOR

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Voltaje de salida sin carga. Voltaje de salida con carga nominal. Corriente de salida nominal. Corriente de salida máxima. Potencia de disipación del regulador. Potencia entregada a la carga. Regulación de carga Tabla 5. Características prácticas del regulador de la figura 6. •

Anexe los diseños y/o cálculos realizados para cada uno de los montajes.

•

Realice para cada montaje, las simulaciones respectivas que validen los resultados obtenidos.

5. PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN: Incluya en el informe de laboratorio los siguientes aspectos: 1. Investigue el diagrama de bloques interno de un regulador de voltaje en circuito integrado. 2. ¿Cómo se puede implementar dentro de cada uno de los circuitos reguladores una parte de protección contra cortocircuito? 3. ¿Cómo se diseñaría una fuente regulada simétrica variable?, ¿Que circuitos implementados durante esta práctica servirían para realizar dicha aplicación? 4. ¿Cómo se llevaría a cabo la implementación de una fuente de Corriente constante?, ¿Que circuitos se constituyen para el funcionamiento de dichas fuentes? Nota: Para el informe se deberá entregar este documento con los datos solicitados y como anexo las simulaciones (pre informe), el análisis teórico, conclusiones y demás requerimientos establecidos por el docente. 5. RECOMENDACIONES: 5.1 DE SEGURIDAD: Para los reguladores de voltaje integrado tenga en cuenta colocar un disipador de calor a cada uno de ellos, ya que se puede presentar calentamiento de los mismos, lo que ocasionar ia su destrucción. 5.2 GENERALES: Ante cualquier inquietud consulte al docente encargado de la asignatura. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA Sede Central Tunja–Boyacá–Colombia Avenida Central del Norte 39-115

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7.BIBLIOGRAFÍA BOYLESTAD, ROBERT L. ELECTRÓNICA: TEORÍA DE CIRCUITOS. EDITORIAL PRENTICE HALL, 1995. GUTIÉRREZ, HUMBERTO. ELECTRÓNICA ANÁLOGA: TEORÍA Y LABORATORIO. ED. HUMBERTO GUTIÉRREZ. 1996 MALVINO, ALBERT PAUL. PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA. EDITORIAL MCGRAW-HILL, 1991. MILLMAN, JACOB. ELECTRÓNICA INTEGRADA. EDITORIAL HISPANO AMERICANO, 1986.

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