BORRADOR-201419_140
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7/28/2019 BORRADOR-201419_140
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PROYECTO FINAL
CIRCUITO SEPARADOR DE FRECUENCIA
ELECTRONICA BASICA
PRESENTADO POR:
HAYLER FLOREZ
COD 91017521
JOSE AGUSTIN MARTINEZ
JAIME ANDRES FIALLO HERRERA
COD 91159521
LUIS FERNANDO PONTON
COD: 91242529
Presentado a:
ING JAIRO LUIS GUTIERRREZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS DE TECNOLOGIA E INGENIERIA
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Desarrollar y probar en el simulador PSpice Student 9.1 (o cualquier otro simulador) una fuente
alimentacin rectificada por puente de diodos y regulada por diodo Zener con base en el conocimiento q
ha adquirido hasta ahora.
La Fuente de Alimentacin debe satisfacer las siguientes especificaciones:
Corriente de carga sin regular (Max): 50mA
Corriente de carga regulada: 20mA
Voltaje de salida regulado 4.7V CC
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INTRODUCCION.
Para este proyecto se utiliz un transformador y un puente de diodos, el cuales un pequeo arreglo de
diodos. Este dispositivo tiene la caracterstica de brindarnos una rectificacin ms rpida de nuestra se
de entrada adems de que al usar un transformador de 3 terminales permite tener un me
aprovechamiento de la potencia entrega por el transformador y lo ms importante nos entrega una se
perfectamente rectificada y filtrada a la salida.
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OBJETIVOS.
Reforzar los diferentes conceptos expuestos en el eje terico de la materia.
Desarrollar y probar en el simulador PSpice Student 9.1 (o cualquier otro simulador) una fuente alimentacin rectificada por puente de diodos y regulada por diodo Zener con base en el conocimiento q
ha adquirido hasta ahora.
La Fuente de Alimentacin debe satisfacer las siguientes especificaciones:
Corriente de carga sin regular (Max): 50mA
Corriente de carga regulada: 20mA
Voltaje de salida regulado 4.7V CC
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CONTENIDO
FASE 1 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA TIPO PUENTE
Conociendo que el voltaje del devanado secundario es de 20VAC Pico se inicia el diseo del circurectificador de onda completa tipo puente:
Dada las formulas relacionadas al Rectificador de onda completa tipo puente:
() ()
() ()
Definiciones:
Vrms (sec): Valor eficaz del Voltaje del secundario.
Vprom (sec): Valor promedio del Voltaje del secundario.
Vp (sal): Valor pico de salida.
PIV: Voltaje de pico inverso.
()
()
()
Complete luego de los clculos la siguiente tabla.
Vrms(sec) Vprom(sec) Vp(sal) PIV
14,14 V 11,84 V 18,6 V 19,3 V
.2 Cul de los valores anteriormente calculado es que mostrara un voltmetro digital comn?
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El voltmetro siempre debe colocarse en paralelo con respeto a los elementos que se miden para efectua
medida de la tensin .El tipo de voltmetro que voy a desarrollar a continuacin es el digital
El voltmetro digital indica la tensin en forma numrica en una pantalla de cristal lquido (LCD). Adem
pueden tener prestaciones adicionales como la memoria, la deteccin de valor de pico, el verdadero va
eficaz (RMS), y el autorrango entre otras .Como todo instrumento de medida no es perfecto, ya que cuan
trabaja toma una pequea parte de la corriente perturbando el resultado obtenido en un cierto grado .
precisin del instrumento viene dada por el fondo de escala, que da el porcentaje de error del voltmedigital tiene normalmente un fondo de escala de 1%.
1.3 Qu ventaja tiene el usar un rectificador de onda completa tipo puente frente a uno de onda complet
con derivacin central?
Rectificador de onda completa tipo puente
Ventajas
Usa semiciclos positivos y negativos de la seal de entrada para obtener la seal rectificada
Es ideal para aplicaciones de mucha corriente, ya que el ncleo difcilmente se satura debido a quno fluye corriente permanentemente.
El rectificador de onda completa produce una onda ms enrgica que la del rectificador de media
onda.
La ventaja de los rectificadores tipo puente es que la tensin de salida es de la misma magnitud que la de
entrada, no perdemos la mitad como ocurra en otro
onda completa con derivacin central
Transfiere energa elctrica de un circuito a otro sin cambio de frecuencia
Lo hace bajo el principio de induccin electromagntica (Ley de Faraday)
Tiene circuitos elctricos aislados entre s (sin conexin elctrica entre las bobinas), que son
eslabonados por un circuito magntico comn (mediante un ncleo de hierro laminado).
1.4 Es la siguiente afirmacin falsa o verdadera?
La frecuencia de la onda de salida en un rectificador de onda completa tipo
puente es la mitad del valor de la entrada
Es Falsa, dado que
La frecuencia de la onda de salida en un rectificador de onda completa tipo puente es dos veces el valo
de la frecuencia de entrada
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FASE 2 FILTRADO CON CAPACITOR
En esta etapa del diseo se debe encontrar el mnimo valor del condensador que se debe colocar paralelo con la salida del circuito rectificador para lograr el filtrado de la corriente pulsante y tambin logun mnimo rizado.
Esta variacin se denomina rizado (ripple) y tiene la misma frecuencia del voltaje rectificado. Su amplipico a pico (Vrpp) est dada, en forma aproximada, por la siguiente frmula:
Vrpp = IL / fC
En prctica, debe buscarse que la amplitud del rizado Vrpp sea lo ms pequea posible ya que este voltalterno puede manifestarse como un ruido por ejemplo en los amplificadores de audio.
Para ello, el valor del condensador de filtro (C) debe ser escogido de tal modo que el producto Rc llamado la constante de tiempo del circuito TC, sea mucho mayor que el perodo de la seal de entradT=1/f), por lo menos diez veces.
2.1 Teniendo en cuenta la informacin anterior y recordando que la mxima corriente que debe manenuestra fuente es 50mA. Encuentre el valor del condensador para lograr una tensin de rizado de 0.3 VPP
De la formula dada anteriormente Vrpp = IL / f.C despejamos f.C y reemplazamos:
Luego para hallar el valor del condensador a utilizar podemos dividir el valor hallado sobre la frecuencia:
2.2 El condensador se carga aproximadamente al valor pico de la salida del rectificador tipo puente VP (Steniendo el valor de la corriente 50mA por ley de Ohm se conoce valor de Rc y de este modo se log
calcular un valor aproximado de la constante de tiempo RcC complete la siguiente tabla:
Como nos dice el enunciado hallamos Rc por ley de Ohm:
Hallamos T y Tc:
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2.3 Se cumple la condicin de que TCdebe ser al menos 10 veces mayor a T?
S. Correcto
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FASE 3 REGULADOR ZENER
En este punto del diseo de la fuente alimentacin regulada se debe elegir un diodo Zener cuvalor de Voltaje Zener sea aprox al valor de tensin que se desea mantener constante a la carga este caso 4.7V CC a 20mA.
Dadas las formulas:
Pz = VzIz
Izmx = Pz / Vz
Izmn = Izmx 0,15
RSmn = (VS VZ) / Izmx
RSmx = (VS - VZ) / (Izmn + IRL)
RS = (RSmn + RSmx) / 2
RSmn
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RSmx = (18,6v 4,7v) / (3mA +4 mA)
RSmx = 1,98 Ohm
RS = (0,69 + 1,98) / 2 = 1,33 Ohm
IS = (VS - VZ) / RS
IS = (18,6v 4,7v / 1,33 Ohm = 10,45 Am
Pz = VzIz
Pz = 4,7v20mA = 94 watts
Definiciones:
VS: Valor de la fuente de tensin no regulada
VZ: Voltaje Zener (parmetro en hoja del fabricante)
PZmx: Potencia mxima soportada por el Zener (parmetro en hoja del fabricante)
PZ: Potencia disipada por el Zener
IZ: Corriente en el Zener
RS: Valor optimo para el resistor limitador de corriente
RSmn: Mnimo valor para el resistor limitador de corriente
RSmx: Mximo valor para el resistor limitador de corriente
RL: Carga
RZ: Resistencia del Zener
IRL: Corriente necesitada en la carga
IZmn: Corriente Mnima Zener
IZmx: Corriente Mxima soportada por el Zener (parmetro en hoja del fabricante)
IS: Corriente en el resistor limitado
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA, UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS Y TECNOLOGAS E INGENIERIASPROYECTO FINAL DEL CURSO ELECTRONICA BASICA, 201419-140
3.1 Completar luego de los clculos La siguiente Tabla:
RS RL IS IZ PZ1,33Ohm
0,69Ohm
10,45mA
3 mA 94 watt
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA, UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS Y TECNOLOGAS E INGENIERIASPROYECTO FINAL DEL CURSO ELECTRONICA BASICA, 201419-140
SIMULACIO
NES.
SIMULACION 2
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA, UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS Y TECNOLOGAS E INGENIERIASPROYECTO FINAL DEL CURSO ELECTRONICA BASICA, 201419-140
SIMULACION 3
SIMULACION 4
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA, UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS Y TECNOLOGAS E INGENIERIASPROYECTO FINAL DEL CURSO ELECTRONICA BASICA, 201419-140
CONCLUSIONES
.
Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de
entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la
inversin de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) de la forma de onda
de entrada. Las porciones positivas (o negativas) se combinan con las inversas de
las negativas (positivas) para producir una forma de onda parcialmente positiva
(negativa).
El transformador convierte la tensin alterna de entrada en otra tensin alterna del
valor deseado, esta tensin es rectificada durante el primer semiciclo por el diodo
D1 y durante el segundo semiciclo por el diodo D2, de forma que a la carga R le
llega una tensin continua pulsante muy impura ya que no est filtrada ni
estabilizada
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA, UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS Y TECNOLOGAS E INGENIERIASPROYECTO FINAL DEL CURSO ELECTRONICA BASICA, 201419-140
BIBLIOGRAFA
Savant, Jr., C. J., Roden, Martin S., Carpenter, Gordon L., Diseo Electrnico.
http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7881/mod_resource/content/1/Capitulo_3_-
_Circuitos_con_diodos_Diodos_zener.pdf
Fuentes reguladas, Recuperado de:http://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdf
Fuente de alimentacin rectificada por puente de diodos, Recuperado de:
http://www2.udec.cl/~gspano/Laboratorio%20de%20Electronica/Laboratorio%201.pdf
http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7881/mod_resource/content/1/Capitulo_3_-_Circuitos_con_diodos_Diodos_zener.pdfhttp://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7881/mod_resource/content/1/Capitulo_3_-_Circuitos_con_diodos_Diodos_zener.pdfhttp://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7881/mod_resource/content/1/Capitulo_3_-_Circuitos_con_diodos_Diodos_zener.pdfhttp://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdfhttp://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdfhttp://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdfhttp://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdfhttp://www2.udec.cl/~gspano/Laboratorio%20de%20Electronica/Laboratorio%201.pdfhttp://www2.udec.cl/~gspano/Laboratorio%20de%20Electronica/Laboratorio%201.pdfhttp://www2.udec.cl/~gspano/Laboratorio%20de%20Electronica/Laboratorio%201.pdfhttp://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdfhttp://tecnoelena.files.wordpress.com/2008/06/fuente-alimentacion1.pdfhttp://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7881/mod_resource/content/1/Capitulo_3_-_Circuitos_con_diodos_Diodos_zener.pdfhttp://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/7881/mod_resource/content/1/Capitulo_3_-_Circuitos_con_diodos_Diodos_zener.pdf