FUENTE REGULADA DISCRETA COMPLETA.

Realizado por:Juan Camilo Posso Ponce Cd.: 100612020201Jeison Fernando Ramos Cd.: 100612020554

Presentado a:Ing. Edgar Mario Gustin

UNIVERSIDAD DEL CAUCAINGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONESPOPAYN, 20 DE MARZO DE 2014.

1. OBJETIVOS:

Disear una fuente regulada la cual debe cumplir con algunas caractersticas especficas.

Adquirir conocimientos sobre los elementos (comerciales) que se pueden utilizar a la hora de disear un circuito.

comprender como es el funcionamiento de las fuentes reguladas y de cada una de sus partes y los elementos que la componen.

Implementar el circuito teniendo en cuenta los criterios de eficiencia y desempeo

2. ESPECIFICACIONES:

Se requiere disear una fuente regulada discreta completa la cual debe estar compuesta por:

-fuente de corriente constante.-red de muestreo.-red de comparacin o error.-elementos de paso o amplificacin.-red de proteccin contra sobre carga.- red de proteccin contra cortocircuito.

Adems la fuente a disear e implementar son:

Voltaje de salida: 9 Voltios constantes. Corriente de carga: 400 mA. Proteccin contra cortocircuito, que incluye piloto de aviso de cortocircuito. Piloto de aviso de funcionamiento general.

A continuacin se presenta el diagrama de bloques

3. DISEO Y JUSTIFICACIN DEL CIRCUITO SELECCIONADO

3.1 Pre-regulador: el bloque pre-regulador nos sirve para fijar una fuente de corriente constante al circuto.3.2 Comparador: el elemento comparador est conformado por Q2, este compara el voltaje muestreadoVM y el voltaje VR mediante su juntura emisora3.3 Amplificador: el elemento amplificador Q3, se encarga de amplificar el error que es entregado mediante el comparador, a si controlando la inyeccin de corriente en Q43.4 Muestreo y referencia: la red de muestreo este constituida por R1, Rp y R2, son las encargadas de generar el voltaje VM, las corrientes inversas presenten en Q4 se dan camino a tierra mediante R6, se recomienda que R6 tenga un valor de 27K. R5 y R4 son las resistencias que polarizan los diodos zener VR y VZ1.3.5Proteccin contra cortocircuito: el circuito contra cortocircuito, mantiene el transistor Q5 en saturacin por operacin normal de D1 y D2, permitiendo el flujo de corriente atreves de VZ1.Si ocurre un corto, D1 y D2 se desactivan y el transistor queda en regin de corte, la corriente se hace cero en el zener y este no regula y deja sin polarizacin el circuito de corriente constante y por lo tanto la corriente en el circuito se hace nula.3.6 Proteccin contra sobrecarga: en el circuito contra sobre carga D5, D6 y D5 no estn conduciendo para que IE2 < IE2 max , el voltaje VR2 es suficiente para polarizar un diodo los otros diodos se polarizan por el voltaje VBE de Q2.Los diodos funcionan como si fueran un corto y la mayor parte de corriente fluya a travs de ellos.

4. CALCULO DE COMPONENTESSeleccin de los diodos zener VR y VZ1Para VRVCE2 = VR = +VBEVR = +0.7= 5.2 VYa que queremos un valor comercial VR lo tomaremos con un valor de VR = 5.1V

Io= = = 160 ACon esta corriente podemos hallar R3

R3= = = 27.500 Para Iz1>> Ib1 se tiene en cuenta que debe seleccionarse un valor Iz1(optimo) tal que Iz1(optimo) > 10IB1 y asi hacer que el diodo Vz1 este trabajadno en todo momento en Regino zener. Los fabricantes recomiendan poner una corriento de 10mA llamada tambein corriente de codo. Con esto podemos hallar

R5 = =1090

R4 ==390I4 (optima)= 10mA ya que as el diodo de referencia VR se encuentra en regin zener.IM = 0.01(ILMAX) R +R = = =2250R1 +R2 + Rp = R + R El valor del potencimetro debe ser menor que 2250 y aparte la suma de R1 +R2 debe ser menor que este valor.Con la ayuda del potencimetro, con su variacin se podr calibrar e voltaje de sala al deseado.

R10= = =3.5

5. CARACTERSTICAS DE LOS ELEMENTOSTransistor 2n2222: es un transistor NPN de silicio de baja potencia sirve como amplificador o como conmutadorTransistor mps 6518: es un transistor PNP de silicio de baja potenciaDiodo zener: es un diodo que regula a 5.1V con capacidad de manejo de potencia de 1 Vatio Diodos rectificadores: son diodos de silicio cuyo voltaje de umbral es 0.7V, y esto se emplean en un proceso de rectificacin, su valor nominal de potencia y corriente por lo general son altos.Diodo led:es un diodo emisor de luz.

6. DIAGRAMA ELCTRICO TOTAL

V1: fuente de voltaje (16VDC)Q1: transistor 2n2222Q2: transistor 2n2222Q3: transistor 2n2222Q4: transistor 2n2222Q5: transistor mps6518R1:470R2: 680R3: 27.5k valor comercial 27k R4: 390R5: 1.2kR6: 27kR7: 760 valor comercial 820 R8: 2.3kvalor comercial 2.2k R9: 830 valor comercial 820 R10: 3.5 valor comercial 3.9 Rp: potencimetro D1, D2: diodos q mantienen en saturacin a Q5D5, D6, D7:diodos del circuito proteccin de sobre carga Diodo led (D4): piloto de funcionamientoDiodo led (D3): piloto de funcionamiento del circuito contra cortocircuito VR: diodo zener Vz1: diodo zener

7. PLAN DE PRUEBA Y DATOS ESPERADOS.Se espera que la fuente regulada que se ha construido a partir de un Vimin= 16v entregue un valor constante de voltaje de 9v en la resistencia de carga y un valor de corriente de 400 mA, adems que si se le suministra un voltaje mayor de todas formas suministre los mismos valores a la salida.El procedimiento que se realizara es empezar con un valor menor de 9v donde se podr observar que a la salida se encontrara menos de lo que es requerido aproximadamente 3.34v cuando el requerimiento es 9v.Luego con 14V obtendramos aproximadamente 8.16V donde podemos observar que nos acercamos al valor que queremos.En 16V que es el Vimin obtendramos los 9v y a partir de este valor obtendremos 9v constantes que es lo que queremos lograr.Adems se tienen 2 leds uno para indicar cundo se haga un corto y donde debe encenderse dicindonos que se ha pasado al bloque de proteccin contra cortocircuito esto podremos hacer en la prctica haciendo un puente ente 2 puntos como se muestra en el diagrama circuital para as poder probarlo.Adems se tiene otro led que deber esta prendido en todo momento que el circuito este funcionando correctamente.

8. APLICACIONES DEL SISTEMA DISEADO. La fuente regulada diseada puede mantener un valor de voltaje de salida regulado fijo, sin importar el valor de entrada (estando en el rango que se pude regular al disear la fuente).El sistema est diseado para circuitos que necesiten un voltaje regulado constante.Dado todo lo anterior podemos observar que la fuente regulada tiene mltiples aplicaciones ya que la encontramos en casi todos los elementos electrnicos que usamos a diario y que requieren regular el voltaje para su funcionamiento como por ejemplo los celulares los cuales se conectan a un toma corriente de 110-120 V pero este solo necesita 5v o 9v entonces este dispositivo debe tener una fuente regulada que haga este proceso posible. Y como este casi todos funcionan de forma similar haciendo que la fuente regulada sea muy til y utilizada.

9. LISTADO DE MATERIALESELEMNTOSUNIDADES VALOR

Diodos led 2

Diodos zener25.1V a 1W

Transistores5:100

Diodos rectificadores 5

potencimetro11K

Resistencias 10 (470,680,27k,390,1.2k,27k,820,2.2k,820,3.9)

10. BIBLIOGRAFA guas de clase (ingeniero Edgar Gustin) teora de circuitos y dispositivos electrnicos por Boylestad ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIET/DEIC/Materias/Electronica_Basica/electronica_teoria_de_circuitos_6_ed_boylestad.pdf