Fuente de poder

Fuente de poder gy corson315 1 llOR6pp 16, 2011 g pagos INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE COMPUTO Ingeniería en Sistemas Computacionales Análisis Fundamental de circuitos PROTOCOLO DE INVESTIGACION Fuente de Voltaje de C. D. Simétrica de -H- 1 Sv Regulable GRUPO: 1 CM14 INTEGRANTES: AMEZCUA AGUILAR c OTERO PINERO JOSE ZARAGOZA MARTINE org to View nut*ge Miercoles, 12 de Octubre del 2010 Miercoles, 12 de octubre del 2010 llamado transformador devanado primario con una tensión de red eléctrica (127 Vca) y la cual tendrá una salida de voltaje de 30 Vcay una corriente eléctrica de 2 A.

Al final será transformada en una tensión final simétrica de 15 Vcd positivos y 15 Vcd negativos. Además nuestra fuente no tendrá caídas de voltaje con tolerancia menor a 14Vcd. Todo esto se realizara de acuerdo a los conocimientos vistos clases y a nuestra investigación hecha previamente.

JUSTIFICACIÓN Materiales Utilizados * 1 Transformador de 48v a 3A con derivación central ‘k 1 Rectificador de onda completa (tipo puente) GBIJ4J de 4A a sov * 2 Capacitores electrolíticos de 4700p,; a SOV * 4 Capacitores de poliéster a 1 * 1 Regulador de voltaje positivo de 3 terminales modelo LM317 * 1 Regulador de voltaje negativo de 3 terminales modelo LM337T * 2 Potenciómetros de 5kn ‘k 2 Resistencias de 2700 1/4 de watt.

Diagrama a bloques Introducción El funcionamiento de la fuente de voltaje simétrica, consta de varios de elementos, que a continuación se muestran: Fuente de Alimentación – Introducción Fuente de voltaje Página 2 Empezamos con la fuente de voltaje que es de 120-127Vca a 60Hrz, esto nos indica que ts seran alternados entre positivos o negativos 60 ve segundo que pasa en Frecuencia (f): Numero de ciclos que entrega la señal en 1 segundo y se mide en Hertz Valor promedio: Este valor es siempre cero para una señal alterna. Valor instantáneo (Vc): Es la magnitud de una señal en un instante de tiempo cualquiera. * Valor eficaz (Vrms): Es el valor del voltaje o corriente en C. A. * Valor pico (Vp): Valor máximo instantáneo de una función medido a partir del nivel de cero volts- * Valor pico – pico (Vpp): Es el voltaje completo entre los picos negativos y positivos de la forma de onda, es decir, la suma de la magnitud de picos negativos y positivos Frecuencia angular: Es la frecuencia del movimiento senoidal, expresada en proporción del cambio de ángulo.

Transformador Un transformador es un dispositivo eléctrico, que está basado en el principio de inducción magnética, esto se hace mediante 2 devanados conformados cada uno de ellos con vueltas de alambre de cobre y separados entre sí a una cierta distancia, entre los cuales no hay un contacto físico, este funciona a su vez por medio de líneas de fuerza electromagnéticas, estas últimas son las que se encargan de inducir al segundo devanado y producir así una diferencia de potencial en las salidas de este.

Dentro de los transformadores tiene varias clasificaciones, ero los que se van a hablar son el de reducción y elevación de tensiones, se dice que un transformador es elevador a aquel cuya tension secundaria (numero de vueltas) es mayor que su tensión primaria. Mientras que los transformadores reductores son lo contraria que los elevadores, ya que su devanado secundario tiene un menor número de vueltas, lo cual ocasiona que haya una menor obtención de diferencia de potencia.

Part de vueltas, lo cual ocasiona que haya una menor obtención de diferencia de potencia. partes de un transformador Puente rectificador Dentro del funcionamiento de la fuente se tienen que al iniciar on una señal senoidal, la cual va estar cambiando durante cada etapa de la fuente, para nuestro caso, el transformador no está diseñado para convertir la corriente alterna (Voltaje) en corriente directa (Voltaje), por lo que necesitamos un dispositivo, el cual tiene el nombre de Puente rectificador.

Un puente rectificador, está compuesto por 4 diodos, que se encargaran de convertir la señal de entrada (alterna), con el fin de obtener un valor promedio o continuo distinto de cero. Entre los rectificadores monofásicos más representativos se encuentran los siguientes: * Rectificador de media onda. Rectificador de onda completa. * Rectificador de onda completa tipo puente.

Rectificador de media onda Tiene la finalidad de eliminar el semiciclo, es decir, dejar solamente los valores positivos o negativos, según sea el caso, de una señal alterna. La siguiente imagen muestra una onda senoidal de C. A. que cuando se rectifica solo muestra o se quedan los impulsos o valores positivos de dicha señal, o bien dependiendo las necesidades pudieron haber sido solo los impulsos negativos. Rectificador de onda completa El rectificador de onda completa tiene un transformador con onexión al centro, con cu un resistor de carga.

El voltaje de la carga es una o al completa rectificada carga es una onda sinusoidal completa rectificada con un valor pico aproximadamente igual a la mitad del voltaje secundario pico y tiene como finalidad, modificar un semiciclo, es decir, dejar los dos semciclos con valores ya sean positivos o negativos únicamente y ocupa los dos semiciclos de la señal alterna y por ello nos interesa el Fuente de Alimentacion – Introducción Rectificador de onda completa Tipo puente para rectificar la onda completa, se utilizan 4 diodos en una configuración enominada puente completo o puente de Graetz.

Recibe el nombre de puente rectificador, por estar formado por cuatro diodos conectados en puente y su principal ventaja respecto al rectlficador de onda completa. Su función es la misma que la onda completa, pero este funciona de tal manera que solamente de valores positivos de la señal, sin tener caídas de voltaje. Capacitores Se llama condensador a un dispositivo que almacena carga eléctrica.

El condensador está formado por dos conductores próxmos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos ontrarios. Un condensador está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. En nuestra parte experimental utilizaremos los capacitores electrolíticos, es un tipo de condensador que usa un liquldo iónico conductor como una de sus placas.

Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con r unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y aja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de almentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada.

Capacitor Resistencia electrolítico polarizado electrolítico doble, polarizado El funcionamiento principal de la resistencia dentro de cualquier circuito eléctrico, es la de filtrar la corriente eléctrica hasta convertirla proporcionalmente al valor de la resistencia, esto se hace para proteger algunos elementos de una descarga de corriente eléctrica. Con esto se podrá atravesar a través de ellos sin dañar el elemento por el que está clrculando la corriente.

Potenciometro Es un elemento que pertenece a la familia de las resistencias, el cual realiza la misma función de la resistencia pero su diferencia es que el potenciómetro puede variar su valor óhmico en el rango en que se diseña. Led’s Los elementos que se ven iluminados en el circuito son pequeños led’s o mejor conocidos como «Diodo emisor de luz» de color rojo y azul, que tiene como único propósito el mostrar el estado de algún circuito. Reguladores de voltaje Los últimos elementos son res de voltaie positivo filo breve descripción del funcionamiento de cada uno de los dispositivos ya antes mencionados.

Regulador de voltaje Con motivo de eliminar el rizado de la tensión que entrega el filtro capacitivo, se emplean los reguladores de tensión. Podemos encontrarlos de diversos tipos. Fijos o regulables. Existe una gran variedad de circuitos integrados para regulación de tensión con un numero de pines que van de 3 a 14. Los más utilizados son los que tienen únicamente tres pines: uno para la tensión de entrada sin regular, otro para la tensión de salida egulada, y un tercero para la conexión a masa.

Disponibles en encapsulados de plástico o de metal, los reguladores de tres terminales han llegado a ser extremadamente populares debido a que son baratos y fáciles de usar. Aparte de dos capacitares de entrada y salida, los reguladores de tres terminales no necesitan de componentes externos. La función del regulador de tensión es proporcionar una tensión estable y fija, bien especificada para alimentar otros circuitos a partir de una fuente de alimentación de entrada de poca calidad; después del amplificador operacional.

Para nuestro caso en particular utilizaremos los reguladores de voltaje fijos LM7815 que es para el voltaje positivo (el cual proporciona una salida fija máxima de voltaje de 5 volts), y el LM7915 que es para proporcionar el voltaje negativo (el cual proporciona una salida fija de voltaje de -15 volts), cabe mencionar que para nuestro proposito que es poder variar el voltaje de salida de ambos se utilizara adicionalmente conectados a cada salida un potenciómetro el cual nos permitirá regular el voltaje de 0 -> 15 volts y de O -> – 15 respectivamente.

Funcionamiento General l voltaje de O -> +1 5 volts y de 0 -> – 15 respectivamente. Con el anállsis realizado y descrpto en cada uno de los componentes, se podrá describir el funcionamiento general de la fuente de voltaje: Vemos que nuestro transformador en su devanado primario, está siendo alimentado con una tensión nominal de 127Vca, y con frecuencia de 60Hrz (60 c/s). Posteriormente el transformador reductor nos transformara nuestro voltaje en un voltaje mayor o menor. En este caso el voltaje se dispondrá a reducirlo hasta 30Vca.

Una vez reducido, este pasará por un puente rectificador (tipo uente), el cual tomará los dos ciclos de nuestra onda senoidal (C. A) para que este los transforme en impulsos positivos y convertirlo así en la corriente que buscamos. Al termino de esta fase la señal no tendrá forma de onda senoidal (Ver grafica anterior). Ahora pasamos a la fase de filtrado, la cual está formada por uno o más condensadores (capacitores), alisa o aplana la onda anterior eliminando el componente de la C.

A. que entrego el rectificador. La onda resultante es en esencia en voltaje de C. D. con algo de rizo(o variación de C. D. Como producto finalmente el regulador está encargado de ntregar una tensión constante a la salida, en este caso de 1 Svcd positivos los cuales se irán hacia el nuestro potenciómetro que será el encargado de regular/nivelar nuestro voltaje que pasa de O – 15vcd para el caso negativo y de O +1 5 Vcd para el caso positivo.

Nota: Después de esta fase se tendrá que hacer una última filtración, esto para eliminar cualquier variación de C. D. Al final se obtendrá la señal deseada (forma lineal). Diagrama esquemático Componentes: VI : Transformador de 48v a 3A con derivación central DI : Rectificador de onda completa (tipo puente) GBIJ4J de 4A a Cl, C2: Capacitores electrolíticos de 4700p.

F a 50v C3, C4, C5, C6: capacitores de poliéster a 1 02: Regulador de voltaje positivo de 3 terminales modelo LM317 Ul : Regulador de voltaje negativo de 3 terminales modelo RI , R2: Potenciómetros de 5kQ R3, R4: Resistencias de 2700 % de watt. Simulaciones ETAPA DE TRANSFORMACION: CIRCUITO: SALIDA EN EL OSCILOSCOPIO ETAPA DE RECTIFICACION VOLTAGE POSITIVO (CIRCUITO): SALIDA EN EL OSCILOSCOPIO: ETAPA DE RECTIFICACION VOLTAJE NEGATIVO (CIRCUITO) SALIDA DEL VOLTAJE NEGATIVO MEDIDAD EN EL OSCILOSCOPIO ETAPA DE FILTRADO POSITIVO (CIRCUITO) MEDIDA EN EL OSCILOSC