LABORATORIO_05: Fuentes de alimentación lineales.

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1 LABORATORIO_05: Fuentes de alimentación lineales. CURSO : ELECTRONICA ANALOGICA INSTRUCTOR : RAUL ROJAS REATEGUI DURACION : 03 Semanas 1.- CRITERIOS DE EVALUACION Criterios de evaluación de individual en el Taller Criterios de Evaluación A1 A2 A3 A4 A5 Planifica el trabajo antes de ejecutar el taller, cumple con el rol asignado y en el plazo establecido. Implementa los circuitos siguiendo una metodología adecuada. Los circuitos implementados en el plazo establecido funcionan. Manipula y utiliza equipos e instrumentos en forma correcta. Realiza simulación de los circuitos en ISIS Proteus y realiza un diagrama del impresos en Ares Proteus, en el plazo establecido Investiga e implementa circuitos solicitados en el plazo establecido 0: Nunca 1: A veces 2 a 3: Muchas veces 4: Siempre Criterios de evaluación de Trabajo en equipo de cada integrante del grupo Criterios de Evaluación A1 A2 A3 A4 A5 Colabora con sus compañeros en el desarrollo del taller. Se implica y compromete en el cumplimiento de sus tareas en el taller y el informe. Si se presenta una dificultad en el desarrollo del taller o el informe, aporta soluciones creativas. Respeta, cumple y expresa su opinión para llegar a acuerdos en el grupo. Participa en forma puntual de todas las sesiones para el desarrollo del taller y el informe. 0: Nunca 1: A veces 2 a 3: Muchas veces 4: Siempre Nombre y Apellidos de los integrantes de cada grupo Alumno1 (A1):.. Alumno2 (A2):.. Alumno3 (A3):.. Alumno4 (A4):.. Alumno5 (A5):.. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 1

2 2.- OBJETIVOS Al término del laboratorio, el estudiante podrá utilizar circuitos reguladores podrá: Realizar simulación de circuitos analógicos utilizando ISIS Proteus y de realizar diagramas impresos utilizando ARES Proteus. Implementar circuitos reguladores en serie y paralelo. Implementar circuitos con reguladores con salidas fijas y ajustables Implementar una fuente de alimentación lineal 3.- EQUIPOS Y MATERIALES Protoboard. Cable para puentes. Milímetro. Generador de señales. Osciloscopio. Transistores, diodos y reguladores Resistencias y condensadores 4.- ORDEN DE EJECUCIÓN: Infórmate y/o investiga información relacionada al tema del taller. Planifica el trabajo que vas a desarrollar. Simula los circuitos antes de implementar. Comprueba el estado de materiales y/o equipos antes de utilizarlos. Implementa los circuitos utilizados 5.- OPERACIÓN Normas de seguridad y protección ambiental Normas de seguridad No utilices ninguna herramienta o equipo sin conocer su uso, funcionamiento y normas de seguridad específicas. Informa al instructor del material roto o averiado. No fumar, comer o beber en el taller. Procura no andar de un lado para otro sin motivo y, sobre todo, no corras dentro del laboratorio. En caso de producirse un accidente comunícalo inmediatamente al instructor. Recuerda dónde está situado el botiquín. Mantenga su puesto de trabajo limpio y ordenado, para evitar accidente. Mantenga las herramientas ordenadas para evitar accidentes.. Normas de protección ambiental Al acabar la práctica, limpia y ordena el material utilizado. Los desechos tóxicos, generados en la tarea deben recolectados y entregados al instructor para ser depositados en tacho de elementos tóxicos Fuente regulada y variable de 0 a 15V: Esta es una fuente sencilla y práctica, porque puede proporcionar voltajes que varían de 0 a 15 Voltios y corrientes hasta 2 Amperios. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 2

3 Las únicas recomendaciones importantes a tener en cuenta son: Transformador de 16+16V a 2A El transistor Q2 debe estar colocado sobre un buen disipador de calor. Este circuito no cuenta con protección contra sobrecargas por lo que debe evitarse sobrepasar los 2 Amperios. Para solucionar este problema podemos colocar un fusible de 2A en serie con el emisor de Q2. Mide los valores de polarización en los transistores 1Q y Q2 Medir los voltajes DC, que se indican en la tabla. Considere el valor del potenciometro 1, en su valor minimo Q1Pmin Q2Pmin Q1Pmax Q2Pmax V B V C V E V BC V BE Zona de trabajo Coloque cargas (100, 1K, 10K y 100K ) en la salida de la fuente de alimentacion. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 3

4 I B RL=100K I C RL=100K β = = Q1 Explique porque los resultados de la tabla. RL=100K RL=100K = = Q Fuente de alimentación con diodo zener y transistor: Está compuesta por un transformador con derivación central de 220 a y 1.5A, dos diodos rectificadores y un filtro. Para estabilizar la señal se utiliza un diodo zener de 12V. El cátodo del zener está conectado a la base del transistor Q1, logrando que el voltaje en el emisor disminuya 0.6 voltios (caida de voltaje base emisor). El voltaje en el emisor de Q1 menos VR2 es el voltaje que se obtiene a la salida. Debido que R2 es muy pequeño su caída de voltaje es despreciable. El transistor Q2 se utiliza como protección contra sobre cargas de corrientes, está estrechamente ligada al resistor R2. Cuando la corriente aumenta mucho o hay un corto circuito, la caída de voltaje a través R2 aumenta hasta que haya entre sus terminales 0.6 voltios. Estos 0.6 voltios están directamente aplicados a la unión base emisor del transistor Q2, que empieza conducir quitando corriente a la base del transistor Q1. Como consecuencia de la anterior disminuye la corriente de emisor del transistor Q1, que equivale a disminuir la corriente hacia la carga, protegiéndose así la fuente. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 4

5 Mide los valores de polarización en los transistores 1Q y Q2 Medir los voltajes DC, que se indican en la tabla. Considere el valor del potenciometro 1, en su valor minimo Q1 Q2 V B V C V E V BC V BE Zona de trabajo Coloque cargas (100, 1K, 10K y 100K ) en la salida de la fuente de alimentacion. Q1 I B RL=100K I C RL=100K β = = RL=100K RL=100K = = Q2 IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 5

6 Explique porque los resultados de la tabla Fuente simétrica básica: El transformador T1 debe tener un bobinado con derivación central en el secundario de V, con corriente de 250mA a 1A y los diodos zener son de 1 watt a 15V. Los capacitores Electrolíticos deben tener un voltaje de trabajo de por lo menos 25V. Los otros diodos de la serie 1N4000 se pueden usar sin problemas y los valores de los capacitores pueden ser mayores para un filtraje mejor. Mide los valores de polarización en los diodos Z1 y Z2 Medir los voltajes DC, que se indican en la tabla. Z1 Z2 V z I Z Coloque cargas (100, 10K y 100K ), en la salida de la fuente de alimentacion. Z1 V z VZ= VZ= RL=100K VZ= I Z IZ= IZ= RL=100K IZ= RL=100K RL=100K Z2 VZ= VZ= VZ= IZ= IZ= IZ= IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 6

7 5.5.- Fuente con regulador transistorizado con protección de sobrecargas: Esta fuente tiene protección contra las sobrecargas en el circuito de salida. El punto de disparo del sistema de protección, formado por Q2, está determinado por el ajuste de P1. La fuente emplea un transformador de 9 + 9V y proporciona corrientes hasta de 200mA. A Si no cuenta con un transformado ingrese un volate continuo de 15V en los nodos A y B. Mide los valores de polarización en los transistores 1Q y Q2 Medir los voltajes DC, que se indican en la tabla. Considere el valor del potenciometro 1, en su valor minimo (0Ω) y en su valor maximo (1KΩ) Q1Pmin Q2Pmin Q1Pmax Q2Pmax V B V C V E V CE V BC V BE Coloque cargas (100, 10K y 100K ) en la salida de la fuente de alimentacion. Explique porque los resultados de la tabla. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 7

8 I B RL=100K I C RL=100K β = = Q1 ELECTRONICA ANALOGICA RL=100K RL=100K = = Q Fuente para amplificadores: Al cerrar S1 el voltaje de salida sube suavemente y evita el chasquido en el parlante. Q3 se debe montar en disipador de calor. El voltaje en el secundario del transformador debe ser del mismo orden que el voltaje de salida. Los diodos son elegidos de acuerdo con la corriente del amplificador alimentado. El límite de voltaje para esta fuente es de 80V con corriente máxima de alrededor de 2A. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 8

9 Mide los valores de polarización en los transistores 1Q, Q2 y Q3. Medir los voltajes DC, que se indican en la tabla. Considere el valor del switch 1 (S1), ON cerrado y OFF abierto. V B V C V E V BE V BC Zona de trabajo Q1S-on Q2S-on Q3S-on Q1S-off Q2S-off Q3S-off Coloque cargas (100, 10K y 100K ) en la salida de la fuente de alimentacion. I B RL=100K I C RL=100K β = = Q1 Explique porque los resultados de la tabla. RL=100K RL=100K = = Q Fuente con protección: La fuente de alimentación entrega un voltaje de salida variable entre 0 y 15V con una corriente máxima de 1A. Está protegida contra sobrecargas y cortocircuitos por medio de un SCR que acciona un relé que desconecta la fuente cuando se produce dicho evento. Para rearmar la fuente se debe accionar S1. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 9

10 Mide los valores de polarización en los transistores 1Q y Q2. Medir los voltajes DC, que se indican en la tabla. Considere el valor del switch 1 (S1), ON cerrado y OFF abierto. Llene la tabla con el switch cerrado y con el Potenciometro en 0Ω (Pmin) y 4.7KΩ (Pmax) V B Q1Pmin Q1Pmax Q2Pmin Q2Pmax V C V E V BE V BC Zona de trabajo Llene la tabla con el switch abierto y con el Potenciometro en 0Ω (Pmin) y 4.7KΩ (Pmax) V B Q1Pmin Q1Pmax Q2Pmin Q2Pmax V C V E V BE V BC Zona de trabajo IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 10

11 Coloque cargas (100, 10K y 100K ) en la salida de la fuente de alimentacion. I B RL=100K I C RL=100K β = = Q1 Explique porque los resultados de la tabla Fuente de alimentación de valor contante positivo Investiga en la datasheet de los circuitos integrados analógicos LM 7805, 7809 y 7812.Llene la siguiente tabla RL=100K RL=100K = = Q2 REGULADOR VALOR CI VALOR CO VI máx. VO máx. LM 7805 LM 7809 LM 7812 Con los datos de la tabla elige el valor de salida del transformador y los valores de los condensadores CI y CO. Implementa el siguiente circuito usando circuitos integrados analógicos LM 7805, 7809 y Grafica el diagrama de los siguientes circuitos IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 11

12 Circuito con LM7805 Circuito con LM7809 Circuito con LM7812 Utilizando los tres circuitos anteriores implementa una fuente de alimentación con tres niveles de voltaje de salida 5, 9 y 12V. Grafica el diagrama del circuito. Fuentes de alimentación voltaje de salida 5, 9 y 12V Fuente de alimentación de valor contante positivo con alta corriente de salida. Con los datos de la tabla anteriores (punto 5.2). Implementa el siguiente circuito de una fuente de valor contante y ganancia de corriente usando circuitos integrados analógicos LM 7805, 7809 y 7812; que se plantea en el siguiente esquema electrónico. El valor de R1 se calcula mediante la siguiente ecuación: El valor de Io (corriente de salida) se calcula mediante la siguiente ecuación: IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 12

13 Grafica el diagrama de los siguientes circuitos Circuito con LM7805 Circuito con LM7809 Circuito con LM7812 Que modificación haría al circuito anterior para incrementar más la salida de corriente. Grafica el diagrama del circuito. Fuentes de alimentación voltaje con alta corriente de salida Fuente de alimentación de valor contante positivo con alta corriente de salida y protección de corto circuito. Con los datos de la tabla anteriores (punto 5.2 y 5.3). Implementa el siguiente circuito de una fuente de voltaje de valor constante con alta salida de corriente y protección de corto circuito, usando circuitos integrados analógicos LM 7805, 7809 y 7812; que se plantea en el siguiente esquema electrónico. El valor de RS se calcula mediante la siguiente ecuación: IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 13

14 Grafica el diagrama de los siguientes circuitos Circuito con LM7805 Circuito con LM7809 Circuito con LM7812 Que modificación haría al circuito anterior para para comprobar el corto circuito. Grafica el diagrama del circuito. Fuentes de alimentación voltaje con alta corriente de salida Fuente ajustable de 1.5 a 30V: Esta es una fuente sencilla y práctica, porque puede proporcionar voltajes que varían de 1.5 a 30 Voltios y corrientes hasta 1.2 Amperios. Las únicas recomendaciones importantes a tener en cuenta son: Transformador de 30V a 2A IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 14

15 El transistor LM317L es un regulador de voltaje ajustable de 1.25V a 37V que soporta una corriente máxima de 1.5A Explique la funcion que cumple el diodo D1. Para que la fuente pueda incrementar la corriente de salida debemos conectar, el circuito para incrementar la corriente de salida, el transistor utilizado es el TIP32. V DC A B Fuente ajustable de 1.5 a 30V: Esta es una fuente sencilla y práctica, porque puede proporcionar voltajes que varían de 1.5 a 30 Voltios y corrientes hasta 1.2 Amperios. Las únicas recomendaciones importantes a tener en cuenta son: Transformador de 30V a 2A El transistor LM317L es un regulador de voltaje ajustable de 1.25V a 37V que soporta una corriente máxima de 1.5A IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 15

16 Explique la funcion que cumple el diodo D1, D2 y D3. Explique la funcion que cumple los potenciometros R1 y R Investiga e Implementa: Cada integrante del grupo debe investigar una fuente de alimentación que no han sido tratadas en el laboratorio y explicar de manera concisa y breve su funcionamiento el informe del laboratorio. Implementa los circuitos investigados en el laboratorio, cada uno de ellos debe ser revisado y firmado por el instructor. IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 16