Lo primero es seleccionar el Zener, pues es él el que nos va a dar los lineamientos de diseño y potencia.

Los valores importantes son:› Vz (Voltaje de regulación)› Izmax (Corriente Maxima en region zener)› Izk (Corriente minima de activación)› Pd (Potencia del dispositivo)

Del datasheet podemos extraer lo datos anteriores para poder comenzar› Vz = 5,1 V› Izmmax = 294mA› Izkmin = 1mA› Pd = 1500mW

Teniendo en cuenta que la fuente será conectada a una alimentación de 120 V(rms)

Y para este caso la fuente es de 5,1 V, entonces podemos utilizar un transformador con una relación de transformación 10:1

Grafica del voltaje pico de entrada en el transformador

Grafica del voltaje pico de Salida en el transformador

Voltaje pico de entrada

Voltaje pico de salida

Para poder convertir una señal senoidal a una señal continua debemos rectificar la misma, es decir, eliminar o reflejar la parte negativa de la senoidal hacia la parte positiva

Para ello aplicamos un puente rectificador de onda completa

D1

1N4001

D2

1N4001

D3

1N4001

D4

1N4001

Vsal +

Vsal -

V - V +

V +

Grafica del voltaje pico de entrada en el puente rectificadorPara el ciclo positivo

Grafica del voltaje pico de Salida en el puente rectificador para el ciclo negativo

Grafica del voltaje pico de entrada en el puente rectificadorPara el ciclo positivo

Grafica del voltaje pico de Salida en el puente rectificador para el ciclo negativo

Grafica del voltaje pico de entrada en el puente rectificador

Grafica del voltaje pico de Salida en el puente rectificador

Observe como cambia el sentido del flujo de corriente así como la polaridad de la fuente VIN

R1Vo +

Vo -

D5C1

V -

V +

Para esta etapa solo necesitamos un capacitor en paralelo con el terminal positivo y negativo del puente rectificador, con esto una resistencia en serie con nuestro zener y la salida del circuito en los terminales del zener

Realizando una maya de voltaje en el circuito de rectificación sabiendo que Vf es el voltaje delos diodos

De aquí obtenemos: Sabemos por el transformador que el voltaje

del secundario es de 12 V(rms) y que para el puente rectificador necesitamos diodos rectificadores por ejemplo 1N4001, Sabiendo esto podemos decir:

Sabemos que los diodos Zener poseen una corriente máxima de operación Izmax y en este caso en el dispositivo seleccionado este valor es mucho mas grande que el valor de corriente solicitado, por lo tanto es seguro utilizarlo

I1=50mA, con esto hacemos una maya y calculamos el valor de R1

Este no es un Valor Comercial.

Como no es un Valor comercial, probamos con los valores comerciales mas cercanos, R1=200 y R1=220

Teniendo en cuenta los resultados podemos ver que si utilizamos una resistencia de 200Ω El valor de la corriente sobrepasa los 50 mA, es por ello que utilizamos una resistencia de 220Ω.

Procedemos a calcular el valor del capacitor

Vemos que solo falta el voltaje de rizo,

el cual asumimos teniendo en cuenta:

Con esto podemos asumir un Vrizo= 2 V

R1

220RVo +

Vo -

D5

1N5918BC1

V -

V +

Este no es un Valor comercial es por

esto que probamos con los valores comerciales más cercanos, C=220µF, y calculamos que el Vrizo cumpla con la condición anterior

El circuito queda así

R1

220RVo +

Vo -

D5

1N5918B

V -

V +

C1220u

Verificamos la señal de entrada

Podemos ver que hemos mejorado en buena proporción el rizo de la señal

Verificamos la señal de salida

Podemos observar quela salida esta reguladay su fluctuación es muy baja

Voltaje de Regulación Vreg=5,32 V(rms)

Potencia mínima de regulación en la salida

Psmin=0 W

Potencia máxima de regulación en la salida

Psmax= 243mW