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Universidad de Concepcin
Facultad de Ingeniera
Departamento de Ing. Elctrica
Preinforme laboratorio N 2
FUENTE DE PODER REGULADA CON DIODO ZENER
ALUMNOS : COLOMA BUSTOS, EDUARDO.
LPEZ ALFARO, JORGE.
FECHA EXPERIENCIA: 30-03-2015
FECHA ENTREGA : 25-04-2014
PROFESOR : SR. SALGADO SAGREDO, JORGE
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INDICE
Desarrollo.3 Instrumentos.11 Datasheets.12 Pauta de
evaluacin..15
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DESARROLLO
1) Implementar una fuente de poder no regulada utilizando un
transformador de aislacin 220V/6V-0V-6V/500mA, diodos 1N4007 y
una carga
resistiva pura, para una corriente de carga mxima 150 [mA].
Utilice un diodo LED
para generar una seal luminosa que indique cuando la fuente de
poder esta
energizada.
Como el transformador a utilizar, posee un tap central, se
utilizar una configuracin con dos
diodos para realizar la etapa de rectificacin.
Fig. 1. Fuente de Poder no regulada
Para calcular RL tomamos el mximo valor de la onda de
rectificacin completa, VSMX, y lo
dividimos por la corriente de carga, IL, establecida por diseo a
un valor de 150[mA].
= = 2 6 0.7
= 7.78 As, la resistencia de carga, est dada por,
=
=7.78 []
0.150 []= 51.87
Se utilizar el valor de 52 .
Luego, para la resistencia limitadora de corriente por el
LED
= 1.9 [] = 20 []
Se obtiene el valor de la resistencia a partir de una LVK en el
circuito,
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4
=
=7.78 1.9
0.02= 294
Se utilizar el valor comercial de 330 Ohm, que en ningn momento
permitir que se exceda
la corriente mxima del led.
2) Visualizar las formas de onda en cada componente y obtener la
curva de
regulacin de carga. Tabular voltajes y corrientes AC, DC y el
voltaje de ripple
en la salida.
Fig. 2. Seal de onda del secundario del transformador en escala
10 V/Div y tiempo de muestreo de 10 ms/Div
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Fig. 3. Seal de onda de la carga en escala 10 V/Div y tiempo de
muestreo de 10 ms/Div
Tabla 1. Voltaje por etapa
Voltaje [V]
AC (Vrms) DC Ripple
Simulacin Experimental Simulacin Experimental Simulacin
Experimental
Transformador 5.94 0 -
Filtro Capacitivo 2.5 4.6 7.549
Tabla 2. Corriente por etapa
Corriente [mA]
AC DC
Simulacin Experimental Simulacin Experimental
Transformador 62.27 48.86
Filtro Capacitivo 48.2 88.5
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3) Para una corriente de 150 [mA], insertar en paralelo a la
carga un
condensador de 470F/50V. Visualizar las formas de onda (Fig.1:
seales 2 - 4).
Tabule los datos registrados. Repetir para un condensador de
1000 /50.
Fig. 4. Seal de onda del secundario del transformador en escala
10 V/Div y tiempo de muestreo de 10 ms/Div
Es fcil notar que la onda del transformador no vara puesto que
el condensador afecta
directamente a la onda de la carga.
Fig. 5. Voltaje en la carga con condensador de 470 uF en escala
10 V/Div y tiempo de muestreo de 10 ms/Div
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Fig. 6. Voltaje en la carga con condensador de 1000 uF en escala
10 V/Div y tiempo de muestreo de 10 ms/Div
A medida que se aumenta la capacitancia es posible notar que el
ripple disminuye, ya que al
usar el condensador de 470 uF el voltaje de ripple fue de 1.851
V, mientras que con el
condensador de 1000 uF este voltaje disminuy a 883 mV.
Fig. 7. Cicuito con capacitor
T1
1:0.027:0.027
V1
220 Vrms 50 Hz 0
D1
1N4007
D2
1N4007
RL
52LED1
R1
330C1
1000F
XMM1
XMM2XMM3
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Tabla 3. Voltajes con filtro de 470uF Voltaje [V]
AC (Vrms) DC Ripple
470uF Simulacin Experimental Simulacin Experimental Simulacin
Experimental
Transformador 5.94 0
Filtro
Capacitivo
0.621 6.7 1.85
Tabla 4. Corrientes con filtro de 470uF
Corriente [A] AC DC
470uF Simulacin Experimental Simulacin Experimental
Transformador 0.219 72.1 m
Filtro Capacitivo 11.95 128.9 m
Tabla 5. Voltaje con filtro de 1000uF Voltaje [V]
AC (Vrms) DC Ripple
1000uF Simulacin Experimental Simulacin Experimental Simulacin
Experimental
Transformador 5.94 0
Filtro
Capacitivo
0.318 7.1 883 m
Tabla 6. Corrientes con filtro de 1000uF Corriente [A]
AC DC
1000uF Simulacin Experimental Simulacin Experimental
Transformador 246 m 76 m
Filtro Capacitivo 6.13 m 136 m
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4) Utilizando una fuente de poder no regulada con un voltaje de
ripple de
salida menor al 10%, disear y montar una fuente de tensin
regulada utilizando
un diodo Zener 1N4734 (5.6V/1W) para una corriente mxima de
carga de 120 mA.
Visualice las formas de ondas en cada etapa del circuito (Fig.1:
seales 2 - 5). Repita
las mediciones y tabule los datos. Recuerde no desconectar la
resistencia de carga si
el circuito est energizado, ya que el diodo Zener podra daarse
si los clculos para
la resistencia limitadora (Ri) no fuesen correctos.
Calculamos primero la resistencia de carga por la que circular
una corriente de
120mA. Sabemos tambin, que el voltaje de esta resistencia ser el
voltaje de regulacin del
diodo Zener. Luego,
=
=5.6[]
0.12[]= 46.7[]
Se usar un valor redondeado de 47 , que se encuentra en el
paol.
A continuacin, calculamos ahora la resistencia Ri. Esta
resistencia permite limitar la
corriente que circula por el diodo Zener, la cual se obtiene
realizando una LVK en el circuito,
y tomando los valores extremos de corriente y voltaje.
=
+ =
+
Por instrucciones de diseo sabemos que el voltaje de ripple es
de un 10%, por lo
tanto
=
= (1 0.1)
Y tambin,
= 0.1
Luego, considerando = 0,
0.9 + 0.1
=
7.63 5.6
0.12 + 0.1=
8.48 5.6
= 0.2[]
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10
Finalmente,
=
+
= 14.4
Se utilizar la resistencia ms prxima, que es 15 .
Solo nos resta determinar el capacitor a utilizar,
=5( )
2
=5( )
0.1 2
= 2.1 Por razones de disponibilidad se usar el capacitor de 2.2
mF.
Fig. 8. Cicuito controlado por zener
Fig. 9. Voltaje de salida, con escala de 5V/Div, con tiempo de
muestreo de 10ms/Div utilizando filtro Zener.
T1
1:0.027:0.027
V1
220 Vrms 50 Hz 0
D1
1N4007
D2
1N4007
RL
52LED1
R1
330
C1
2.2mF
R2
15
D3
1N4734A
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Tabla 7. Voltaje por etapa Voltaje [V]
AC (Vrms) DC (Vrms) Ripple
Simulacin Experimental Simulacin Experimental Simulacin
Experimental
Transformador 5.94 0 -
Filtro Capacitivo 2.91 5.03 55.35 m
Diodo Zener 2.22 1.77 -
Tabla 8. Corriente por etapa. Corriente [A]
AC DC
Simulacin Experimental Simulacin Experimental
Transformador 2.51 m 67.8 m
Filtro Capacitivo 475 m 483 Diodo Zener 7.87 m 6.11 m
INSTRUMENTOS
Los instrumentos a utilizar sern los siguientes:
Cantidad Equipo
1 Osciloscopio de doble haz
1 Transformador de 220 Vrms/6-0-6 V
1 Multmetros
1 Restatos y potencimetros bobinados de 1
A mnimo
1 Protoboard
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DATASHEETS
A continuacin se adjuntan los datasheets de los diodos a
utilizar en el laboratorio.
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PAUTA DE EVALUACION
tem Asunto Puntaje Mximo Puntaje Obtenido
Presentacin
Orden y Limpieza 5
ndice Paginado 2
Ortografa y Redaccin 3
Desarrollo
Realizacin de Actividades
10
Circuitos 10
Tablas de Medicin 5
Grficos de Resultados 5
Materiales y Equipos
Tabla Materiales y Equipos
5
Investigacin y Datasheet
5
Clculos Ecuacin de Diseo 7
Expresin de Resultados 3
Total 60
Nota Final 70
