Informe Fuente de Tension

8/17/2019 Informe Fuente de Tension

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Universidad de PamplonaPamplona - Norte de Santander - Colombia

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INFORME FUENTE DE VOLTAJE

PRESENTADO POR RAUL ANTONIO LEAL MENDEZCOD. 1116794997JHON FREDDY GUERREROCOD.1

PRESENTANDO A ING. JESUS SALAMANCA

ASIGNATURA ELECTRÓNICA 1

GRUPO AR

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA SEDE VILLA DEL ROSARIO

VILLA DEL ROSARIO – N/TE DE SANTANDER17/05/2016


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INTRODUCCION

Cualquier circuito electrónico necesita energía para funcionar, esta energía lapodemos obtener desde una pila o batería o a través de la red eléctrica. Latensión que nos suministra la red eléctrica es alterna (AC) y habitualmenteexcede en mucho el voltaje que necesitamos, por lo que tenemos que insertarun circuito electrónico que nos transforme el voltaje y tipo de corriente de lared al voltaje y tipo de corriente (AC o DC) que necesitamos en nuestro circuito.Este circuito se denomina fuente de alimentación

Básicamente existen dos tipos de fuentes de alimentación, las lineales, queutilizan un transformador para disminuir el nivel de tensión en la red eléctricaal nivel necesario en nuestro circuito y las fuentes conmutadas que utilizancircuitos basados en transistores y bobinas trabajando en conmutación parareducir la tensión. Las ventajas de la fuente de alimentación lineal es susencillez y que generan menos ruido electromagnético, las desventajas son sumayor tamaño y su menor eficiencia (disipan más energía en forma de calorque las fuentes conmutadas).


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OBJETIVO GENERALRealizar una fuente de Alimentación investigando en los libros y páginas deInternet relacionadas con los Elementos Electrónicos con el fin de tener unconocimiento de aplicación de la energía eléctrica en la materia que estamoscursando.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar el funcionamiento y aplicación de los elementos físicosutilizados para el desarrollo de la fuente de Alimentación.

Utilizar los elementos necesarios para el diseño de la fuente de Alimentación.

Colocar los elementos según el procedimiento necesario para el diseñode la fuente de Alimentación.

MARCO TEORICO

Fuente De Alimentación O Voltaje: En electrónica, una fuente dealimentación es un dispositivo que convierte las tensiones alternas deun suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, quealimentan distintos circuitos de aparatos electrónicos.

Clasificación de las fuentes:

Fuentes Lineales:

Las primeras fuentes de alimentación eran lineales. Un transformadorque reducía la tensión de entrada de 220 VAC a otra tensión seguida

de un puente de diodos y algún filtro para estabilizar la salida.


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El inconveniente de las fuentes lineales es su gran tamaño, que disipangran parte de la energía en calor. Consecuentemente la vida de loscomponentes electrónicos que pueda incorporar o estar cercanos se vemermados por ese incremento. Además la tensión de salida varía enfunción de la carga. Hoy en día se siguen utilizando ya que generan unruido y rizado menor. Además al tener poca electrónica son másinmunes a las radiaciones electromagnéticas.

Fuente Conmutada:

Es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediantetransistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensiónutiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, lasfuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente aaltas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos)y saturación (Cerrados). La forma de onda cuadrada resultante esaplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierrono son adecuados para estas altas frecuencias porque tienen pocaspérdidas debido a corrientes de Foucault y alta densidad de flujo) paraobtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) queluego son rectificados (Con diodos rápidos)y filtrados (Inductores ycondensadores)para obtener los voltajes de salida de corriente continua(CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso delnúcleo, mayor eficiencia por lo tanto menor calentamiento. Las


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desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son máscomplejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe sercuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipospróximos a estas fuentes.

En nuestro caso la fuente realizada es una de tipo lineal.

Red eléctrica: Está formado por el enchufe, borneras o cualquierdispositivo físico, que nos permite conectar nuestra fuente dealimentación a la red eléctrica que tiene corriente alterna.

Fusible: Es un dispositivo que cuando la corrienteque circula por él es superior a su corrientenominal se funde interrumpiendo el suministro decorriente. El parámetro básico que necesitamoscalcular para seleccionar nuestro fusible es lacorriente nominal.

En nuestro caso se tiene un transformador de 120 volts a 12 volts conuna corriente de 1 Ampere.

Para determinar el valor que debe tener un fusible a la entrada se deberealizar lo siguiente, ya que la corriente de 1 Ampere es la corrientemáxima del secundario (I2), la corriente que habrá en el primario (I1) sedebe calcular para poner ahí el fusible mediante la siguiente formula:

I. I2=I1(N1/N2)

Donde:

N1/N2 es la relación de espiras de un transformador que se puedecalcular de la siguiente relación.


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II. N1/N2 = V1/V2

Donde:

VI=Voltaje primarioV2=Voltaje secundario1A=I1

Transformador: Dispositivo electrónico quenos permite transformar una tensión alterna deentrada en una tensión alterna de salida dedistinto valor. La principal ventaja que tienen lostransformadores es su alto rendimiento.

Rectificador : Para poder transformar estacorriente alterna en continua utilizamos uncircuito basado en diodos semiconductoresal que denominamos rectificador. Para podertransformar esta corriente alterna en

continua utilizamos un circuito basado en diodos semiconductores alque denominamos rectificador.

Filtrado: Se llama filtro a un circuito queconvierte corriente continua pulsante encorriente continua casi 100% pura o filtrada.

Regulación: Un regulador o estabilizador es un circuito que se encargade reducir el rizado y de proporcionar una tensión de salida de la tensiónexacta que queramos. El LM317 es un regulador de tensión ajustablede tres terminales capaz de suministrar más de 1,5 A en un rango deentre 1,2 hasta 37 Voltios. Es uno de los primeros reguladores


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ajustables de la historia, el primero que salió fue el LM117, y más tardeel LM137 el cual tenía una salida negativa, después le siguió el LM317siendo notablemente popular.

MATERIALES

Lm 317 Lm 337 Lm 7805 Lm 7905 5 borneras de 2 entradas 3 borneras de 3 entadas 4 disipadores de calor para los lm 2 puentes de diodo de 1ª Transformador reductor de 120 V a 12 V 4 capacitores electrolíticos de 100 uF 4 lentejas de 0.1 uF Led rojo

1 resistencia de 220 ohm 2 capacitores electrolíticos de 220 uF 2 capacitores electrolíticos de 10 uF 2 potenciómetro de 10 K ohm 2 resistencias de 1,2 K ohm 8 bananas macho 8 bananas hembra


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PROCEDIMIENTO

1. Para la realización de nuestra fuente variable reguladora de voltajetuvimos que realizar el armado de nuestro diagrama a bloques, en elcual se explica físicamente para qué sirve cada uno de los , el cualqueda de la siguiente manera:

Diagrama en bloques fuente 5 V y -5 V , 12 V Y -12 V variables:

2. Posteriormente se realizó el esquemático ISIS para poder comprobarmediante una simulación el funcionamiento del circuito:

Etapa de alimentacióntransformador reductor

Filtrado (capacitores)

Regulación + lm7805

Rectificación (puentede diodo)

Regulación - lm7905

Rectificación (puentede diodo)

Filtrado (capacitores)

Regulación + lm317

Regulación – lm337


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Esquemático:

3. Después de que la simulación no marca errores, se procede a armarloen protoboard para comprobar de manera experimental elfuncionamiento.

4. Una vez que probamos que el circuito sirve, se procede a la realizacióndel circuito impreso con ayuda de Ares, en dicho software se generanlas pistas de cobre, se agrega el nombre, se acomodan los elementosen el área del tamaño de la váquela que se va a usar.


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Circuito impreso:

5. Luego se exporta el archivo en PDF para que pueda ser impreso. Cabedestacar que la impresión debe ser realizada en hojas de acetato opapel cuché y en impresora láser, de lo contrario los siguientes pasosno podrán ser realizados.

6. Una vez que tenemos la impresión de nuestro diseño debemosplancharlo sobre la váquela, para que el planchado se lleve a cabo demanera exitosa debemos:

Limpiar la placa de cobre previamente ya sea con una liga o una estopa,esto para quitar la grasa que pueda tener y así no tengamos problemaspara que la impresión se pegue.


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Una vez que tenemos la placa de cobre limpia y seca, se coloca laimpresión láser en papel de nuestro diseño sobre la placa,asegurándonos de que no se mueva.

Se plancha sobre la placa hasta que el tóner de la hoja se pegue alcobre de la placa, este proceso dura entre 5 y 10 minutos dependiendode cada caso.

Una vez realizado lo anterior se sumerge la placa en agua y se leempieza a quitar el papel que se quedó pegado por efectos del calor,una vez que se quitó todo el papel queda solamente la tinta sobre elcobre. Esto se realiza con el fin de corroer la placa con cloruro férrico,el cloruro férrico deshace el cobre, entonces el cobre que está aisladocon la tinta no se corroe y por lo tanto al final sólo quedan las pistas quese impregnaron de tinta.

Se sumerge la placa en cloruro férrico con agua, hasta que todo el cobre

que no está aislado con tinta se deshaga, este proceso puede tardarhasta 30 min dependiendo de cada caso.

Una vez que quedaron sólo las pistas que vamos a usar, se limpia conagua para evitar que se manche y con una lija o una estopa se limpianlas pistas de cobre para quitar el tóner que está sobre de ellas.

Ya que tenemos las pistas limpias procedemos a perforar los espaciosdonde van a ir los componentes de nuestra fuente, esto se realiza conun taladro o motortool con brocas ya sea de 1/16 o 1/32

Una vez que tenemos perforada nuestra placa procedemos a soldar loscomponentes.


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Una vez soldados los elementos se procede a probar la fuente.

Por último se procede a ensamblar la fuente en la caja que se va apresentar con sus demás elementos.

CALCULO DE COMPONENTES

Transformador a usar de 120 V a 12 V Y 1 A

Voltaje de salida devanado secundario medido con multímetro: 14,42 V.

= (√ 2) =14,42 (√ 2) = 20,39 Calculo del fusible:

= = 1 12 120 = 100

Calculo capacitores:

Tensión mínima entrada de Lm7085 = 2,2 V

Tensión mínima entrada de Lm317 = 3 V

=1= 160 = 16,67 = 2,2 +5 = 7,2 = 3 +12 = 15

5 −5 =− =1 16,6720,39 −7,2 = 1263,83 µ


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12 −12 =− =1 16,6720,39 −15 = 3092,76 µ

Calculo potenciómetro para variable

= 1 Ω R2=R11.2VOUT-1.2=

1KΩ1.212-1.2=9KΩ

IMAGENES


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CONCLUSIONES

Este proyecto fue de ha sido importancia para nosotros, ya que atrevesde el aplicamos los conocimientos adquiridos en lo transcurrido delcurso. Fue muy interesante, a través de la investigación, conocer cómofuncionaba una fuente de alimentación con sus diferentes etapas(alimentación, rectificación, filtrado y regulación). Comprendimos quecada una de estas etapas es muy importante para poder transformar lacorriente alterna en directa y poderla utilizar en nuestros circuitoselectrónicos.


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