Proyecto (Autoguardado)

8/16/2019 Proyecto (Autoguardado)

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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular Para la Educación Superior Instituto Universitario de Tecnología gro!IndustrialProgra"a #acional de $or"aciónP#$ en Electricidad

$UE#TE V RI B%E &U % &E '( V)%TI)S '*+ MP

Traba,o Presentado -o"o Re.uisitoPara probar la Unidad -urricular Taller de Electrónica Industrial

en el Progra"a #acional de $or"ación en Ingeniería El/ctrica

utores0Prato #anc1

Ra"írez 2enr13u"a1uza %uis

$acilitador0 Iv4n 5uerra*%ínea de Investigación E6iciencia Energ/tica

San -ristóbal7 (8'9


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PR)B -I)# &E% TUT)R

3o7 Iv4n 5uerra7 titular de la c/dula de identidad #ro* 7 en "i car4cter de

tutor del pro1ecto titulado0 $UE#TE V RI B%E &U % &E '( V)%TI)S '*+ MP7

por "edio de la presente :ago constar .ue :e leído 1 revisado el in6or"e 6inal

presentado por los ciudadanos 2enr1 ;* Ra"írez -I0 V!'87 #anc1 Prato -I0 V!

%uis 3u"a1uza -I0 V!7 el cual reúne las condiciones e?igidas para aprobar la Unidad

-urricular Pro1ecto correspondiente al Tra1ecto II del Progra"a #acional de $or"ación

en Ingeniería El/ctrica

En San -ristóbal7 a los (8 días del "es de bril del a@o (8'9*

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Ing* Iv4n 5uerra

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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular Para la Educación Superior

Instituto Universitario de Tecnología gro!IndustrialProgra"a #acional de $or"ación

Ingeniería El/ctrica

$UE#TE V RI B%E &U % &E '( V)%TI)S '*+ MP

utores0Prato #anc1

Ra"írez 2enr13u"a1uza %uis

San -ristóbal7(8'9

RESUME#*

-uando nos enca"ina"os al estudio de la electrónica7 1 co"enza"os a realizar

circuitos7 es necesario ali"entarlos con volta,es especí6icos* -ada vez .ue :ace"os un

pro1ecto tene"os .ue pensar en la 6uente .ue lo ali"entar4* Por esta razón es

indispensable tener en nuestro laboratorio una 6uente regulada variable dual7 .ue nos

per"ita a,ustar el volta,e para el circuito o pro1ecto .ue .uere"os probar* Presenta"os

una 6uente regulada variable7 .ue puede entregar volta,es desde '*(+ voltios7 :asta '(

voltios &-7 con una corriente "4?i"a de '*+ a"perios*

Una 6uente regulada7 es la .ue puede "antener un volta,e estable en su salida7 a

pesar de las variaciones del volta,e en la entrada 1 la carga a la .ue es e?puesta*

Palabras clave0 6uente regulada7 corriente "4?i"a*

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C#&I-E 5E#ER %

P)RT & **************************************************************PR)B -ID# &E% TUT)R************************************************

RESUME#*************************************************************C#&I-E 5E#ER %******************************************************I#TR)&U--ID# '

- PITU%) I0 E% PR)B%EM '

Plantea"iento del proble"a* (

;usti6icación (

)b,etivos de la investigación =

)b,etivo 5eneral =

)b,etivos Especí6icos =

lcance =

%i"itaciones =

$actibilidad T/cnica

$actibilidad Econó"ica$actibilidad )perativa

- PITU%) II0 M R-) -)#-EPTU % +

ntecedentes de la Investigación* +

Bases Teóricas* 9

$uente de ali"entación9

Trans6or"ador de entrada <

Recti6icador a diodos ''

Recti6icador en puente '(

El 6iltro '=

$iltro con condensador a la entrada '

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E6ecto del condensador en la conducción del diodo '+

El Regulador '>

- PITU%) III0 M R-) MET)&)%)5I-) (8

Tipo de Investigación *(8Modalidad de la Investigación* (8

T/cnica de Recolección de &atos ('

T/cnica de n4lisis de &atos ((

$ases de la Investigación (=

$ase Interactiva del Proceso* (=

$ase -on6ir"atoria* (=

$ase Evaluativa* (

Plan de cción (

- PITU%) IV0 &ISEF) &E % PR)PUEST (9

Re.ueri"ientos $uncionales 1 )perativos (9

Re.ueri"ientos de Seguridad (9

Restricciones (9

Materiales (GPlanos (G

Si"ulaciones =8

- PCTU%) V0 &ES-RIP-ID# &E % PR)PUEST =9

Prototipo =9

- PITU%) VI0 -)#-%USI)#ES 3 RE-)ME#& -I)#ES =<

-onclusiones* =<

Reco"endaciones 8

BIB%I)5R $C S '

PH#&I-ES (

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I#TR)&U--I)#

Uno de los pri"eros circuitos .ue se necesitan para realizar "onta,es

electrónicos es una 6uente de tensión continua7 dado .ue casi todos los circuitos utilizan

una ali"entación de corriente continua para su 6unciona"iento*

Muc:os circuitos integrados necesitan ade"4s una ali"entación de tipo bipolar7

es decir positiva 1 negativa con respecto al nivel neutro o de tierra 1 es por eso .ue se

necesita con 6recuencia una 6uente 1a .ue proporciona dos tensiones de polaridad

opuesta de '(v 1 !'(v con respecto a la tensión de cero*

Esta 6uente nos per"ite disponer7 ade"4s de las dos tensiones de polaridad

opuesta7 de una sola tensión de '(v de"4s estas tensiones son lo su6iciente"ente

altas co"o para cu"plir los re.uisitos de ali"entación de la "a1oría de los circuitos

integrados 1 ta"bi/n7 en caso necesario7 se pueden derivar de ellas tensiones "enores

con circuitos estabilizadores o reguladores a base de resistores7 diodos 1 transistores*


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- PITU%) I0 E% PR)B%EM

Planteamiento del problema.

%as 6uentes de ali"entación de laboratorio son aparatos i"prescindibles en

cual.uier taller de "anteni"iento7 preventivo o correctivo7 de e.uipos electrónicos* Su

6unción es la de ali"entar placas de prototipos electrónicos 1 aparatos electrónicos 1

el/ctricos a ba,a tensión continua7 con valores .ue suelen estar co"prendidos entre 8V 1

unos =8V* Estas 6uentes de ali"entación per"iten su"inistrar valores de corriente

"4?i"a co"prendidos7 típica"ente7 entre ' 1 + * El proble"a .ue se presenta

actual"ente es .ue debido a los raciona"ientos constantes de energía el/ctrica "uc:os

de las 6uentes de los laboratorios del Instituto Universitario de Tecnología gro

Industrial se encuentran averiadas 1 las .ue se encuentran :abilitadas no son su6icientes

para el nú"ero de estudiantes de una sección por tal "otivo se cree conveniente el

dise@o de una 6uente dual de volta,e de '(V7 1a .ue per"ite e,ecutar actividades de

laboratorios al estudiantado en tie"po oportuno*

Justificación

l realizar el dise@o de una 6uente de volta,e dual de '(V* Se podr4 6o"entar las

actividades .ue se e,ecutan en el laboratorio de electrónica 1 electricidad Per"itiendo al

estudiantado ali"entar circuitos de ba,o volta,e7 ade"4s de realizar pruebas en los

:ogares sin necesidad de dirigirnos a un laboratorio de electrónica


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Objetivos de la investigación

Objetivo General

&ise@ar una 6uente variable dual de '(Voltios '*+ *

Objetivos Específicos

'* Investigar el 6unciona"iento de los co"ponentes electrónicos a utilizar*

(* Elaborar la lista de co"ponentes utilizados*

=* Elaborar la si"ulación de una 6uente variable dual de '( voltios* '*+ *

* Realizar "onta,e de una 6uente variable dual de '( voltios* '*+ *

Alcance

&ise@ar una 6uente variable de volta,e de trans6or"ar la corriente alterna de la

línea el/ctrica co"ercial .ue se recibe en los do"icilios en corriente continua o directa

.ue es la .ue utilizan los dispositivos electrónicos tales co"o televisores 1

co"putadoras7 su"inistrando los di6erentes volta,es re.ueridos por los co"ponentes7

inclu1endo usual"ente protección 6rente a eventuales inconvenientes en el su"inistro

el/ctrico7 co"o la sobretensión*

Limitaciones

El dise@o de una 6uente variable se realiza con la 6inalidad de .ue se pueda

utilizar en cual.uier taller de "anteni"iento7 preventivo o correctivo7 de e.uipos

electrónicos* Su 6unción est4 li"itada solo para ali"entar placas de prototipos

electrónicos 1 aparatos electrónicos 1 el/ctricos a ba,a tensión continua7 con valores .ue

suelen estar co"prendidos entre '(V 1 !'(V 1 per"iten su"inistrar valores


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de corriente "4?i"a de '*+ *

Factibilidad !cnica

Se cuenta con el e.uipo de t/cnico especializado para e6ectuar el dise@o el/ctrico

planteado7 cu1a tarea principal es analizar la nor"ativa el/ctrica7 1 dise@ar una 6uente

variable de '(V a !'(V* Realizando las si"ulaciones necesarias con el progra"a de

si"ulación electrónica Proteus* #ecesarias para la e,ecución del pro1ecto*

Factibilidad Económica

El capital disponible para dise@o propuesto es "ediana"ente costoso 1a .ue la

si"ulación 1 el "onta,e se van a realizar por el e.uipo de traba,o7 pero los gastos de

co"ponentes electrónicos corren por cuenta del e.uipo de traba,o*

Factibilidad Operativa

%a e,ecución del pro1ecto cuenta con el personal t/cnico especializado en

progra"as de dise@o el/ctrico7 por tal "otivo se considera 6actible 1 su e,ecución se

llevara a cabo sin ningún altercado7 el "odo de operación es sencilla 1 no re.uiere de

"anual de instrucciones*


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- PITU%) II0 M R-) -)#-EPTU %

Antecedentes de la "nvestigación.

Se puede decir .ue las 6uentes de ali"entación nacieron ,unto al desarrollo de la

Radio7 durante la pri"era cuarta parte del siglo JIJ* Para entonces 1a la Red de

distribución entregaba corriente alterna K$ue Lesting:ouse .ue i"pulsó la corriente

alterna7 6rente a la continua preconizada por Edison .ue :ace "u1 64cil el ca"bio de la

tensión7 con la a1uda de los lla"ados Trans6or"adores* Es casi i"posible saber .ui/n 1

cu4ndo se constru1eron las pri"eras* Posible"ente serían ingenieros adscritos a alguna

co"pa@ía el/ctrica pionera7 lo .ue sí es seguro .ue utilizaba v4lvulas electrónicas

Kl4"paras o tubos 7 por la sencilla razón de .ue los transistores no e?istían todavía* Ta

pronto /stos 6ueron desarrollados7 se les utilizó con venta,a en las 6uentes*

%a :istoria de los reguladores de volta,e lineales e"pieza por la necesidad de

si"pli6icar el proceso de entrega de un volta,e regulado7 con el "enor tie"po de dise@o

posible* En ' la e"presa $airc:ild logró integrar en un solo circuito integrado el u

G(=7 un a"pli6icador operacional7 un diodo zener7 unas resistencias 1 unos transistore

logrando así el pri"er regulador "onolítico .ue aún se utiliza a"plia"ente*

Este circuito viene con circuitos internos de protección* Su capacidad de entrega

de corriente es li"itada por lo .ue el dise@ador debe au"entarle transistores e?ternos


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para au"entar su capacidad* Ta"bi/n debe adicionar una resistencia para li"itar la

corriente a un valor aceptable en caso de .ue :a1a un corto circuito en la salida*

Es desde este "o"ento se inicia la carrera para el dise@o de un circuito regulador

de volta,e 6i,o de = ter"inales* Esta carrera 6ue ganada por la #ational Se"iconductor

con el %M=888 Kco"enzó con el G>8+7 .u

da una salida de + voltios * En a"bos casos sólo es necesario conectar a la entrada la

6uente de tensión no regulada 1 a la salida la carga* Se pone en la entrada 1 la salida un

capacitores desacopladores para "e,orar el rendi"iento*

parecen los reguladores de volta,e 6i,os de = ter"inales de 97 >7


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Una 6uente de ali"entación b4sica consiste en tres secciones b4sicas*

&ependiendo de los re.ueri"ientos de cada dispositivo7 las secciones pueden ser

si"ples o e?tre"ada"ente co"ple,as* -ada parte sirve para un o "4s propósitos7 1 son

los siguientes0

• ransformador$ En general7 la corriente continua presente en las to"as de

electricidad de nuestras casa7 no es la adecuada para los circuitos electrónicos*

Muc:os de ellos necesitan un volta,e bastante "enor7 "ientras .ue otros

re.uieren .ue sea "a1or* El trans6or"ador sirve para convertir la tensión -

Kcorriente alterna 7 a un nivel de volta,e "4s apropiado para las necesidades delcircuito* l "is"o tie"po7 ta"bi/n provee de aisla"iento el/ctrico entre la línea

- 1 el circuito .ue est4 siendo ali"entado7 lo cual es una consideración de

seguridad i"portante* Sin e"bargo7 un trans6or"ador de línea es general"ente

grande 1 pesado7 1 "4s bien caro* Por este "otivo7 algunas 6uentes de

ali"entación Kpor e,e"plo de los P-s 7 est4n dise@adas de 6or"a deliberada para

operar directa"ente desde la línea - sin un trans6or"ador de línea* %a salida

del trans6or"ador sigue siendo un volta,e -7 pero con la "agnitud apropiada

para .ue el circuito pueda ser ali"entado*

• %ectificador$ El siguiente paso es 6orzar la corriente para .ue va1a en una

dirección7 previniendo alteraciones .ue ocurren en el trans6or"ador 1 la línea

-* Este proceso se conoce co"o recti6icación7 1 el circuito .ue realiza la tareaes el recti6icador* 2a1 con6iguraciones de recti6icadores "u1 di6erentes para ser

usados en situaciones "u1 distintas7 dependiendo de lo .ue re.uiera el circuito*


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%a salida del recti6icador en una volta,e &- Kcorriente continua 7 .ue todavía

conserva algunas variaciones de la línea - 1 el trans6or"ador*

• Filtro$ El volta,e &- del recti6icador es general"ente no apropiado aun para dar

carga al circuito* Es una tensión de pulsaciones .ue nor"al"ente varían de cero

voltios al pico de salida del trans6or"ador* Por ello7 inserta"os un circuito para

al"acenar energía durante cada pico de volta,e7 1 entonces liberarlo cuando ese

pico vuelve a ba,ar* Este circuito se lla"a 6iltro7 1 su traba,o es reducir las

pulsaciones del recti6icador a un volta,e "enor*

-ada una de los apartados .ue se :an e?plicado tiene un nú"ero de variaciones7

pero aparte de ellas7 cu"plen con las tareas .ue se les :a asignado* Sin e"bargo7 alguno

circuitos :acen su traba,o "4s e6ectiva"ente .ue otros* Para "edir la e6ectividad de

cada circuito7 se co"para la "agnitud del co"ponente - resultante7 con el co"ponente

&- del total del volta,e de salida* El pro"edio del volta,e - al &- se conoce co"o

6actor NrippleO* %a "eta de cual.uier 6uente de ali"entación es reducir este 6actor lo

"4?i"o posible7 o al "enos al punto donde la carga del circuito no se ver4 a6ectado por

los restos de la corriente alterna*

$igura '* &iagra"a en blo.ues para e?plicar el 6unciona"iento de una 6uente

convencional*


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• ransformador de entrada

Modi6ica los niveles de tensión alterna a los re.ueridos por el circuito a

ali"entar* El tras6or"ador de entrada reduce la tensión de red Kgeneral"ente ((8 o '(8

V a otra tensión "4s adecuada para ser tratada* Solo es capaz de traba,ar con corriente

alternas7 esto .uiere decir .ue la tensión de entrada ser4 alterna 1 la de salida ta"bi/n*

-onsta de dos arro1a"ientos sobre un "is"o núcleo de :ierro7 a"bos arro1a"ientos7

pri"ario 1 secundario7 son co"pleta"ente independientes 1 la energía el/ctrica setrans"ite del pri"ario al secundario en 6or"a de energía "agn/tica a trav/s del núcleo*

El es.ue"a de un trans6or"ador si"pli6icado es el siguiente0

$igura (* Es.ue"a de un Trans6or"ador Si"pli6icado*

%a corriente .ue circula por el arrolla"iento pri"ario Kel cual esta conectado a la

red 7 genera una circulación de corriente "agn/tica por el núcleo del trans6or"ador* Es

corriente "agn/tica ser4 "4s 6uerte cuantas "as espiras Kvueltas tenga el arro1a"iento

pri"ario* Si acercas un i"4n a un trans6or"ador en 6unciona"iento notar4s .ue el i"4n


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vibra7 esto es debido a .ue la corriente "agn/tica del núcleo es alterna7 igual .ue la

corriente por los arro1a"ientos del trans6or"ador* En el arro1a"iento secundario ocurre

el proceso inverso7 la corriente "agn/tica .ue circula por el núcleo genera una tensión

.ue ser4 tanto "a1or cuanto "a1or sea el nú"ero de espiras del secundario 1 cuanto

"a1or sea la corriente "agn/tica .ue circula por el núcleo Kla cual depende del nu"ero

de espiras del pri"ario * Por lo tanto7 la tensión de salida depende de la tensión de

entrada 1 del nú"ero de espiras de pri"ario 1 secundario* -o"o 6ór"ula general se dice

.ue0

V' V( Q K#' #(

&onde #' 1 #( son el nú"ero de espiras del pri"ario 1 el del secundario

respectiva"ente*

sí por e,e"plo pode"os tener un trans6or"ador con una relación de

trans6or"ación de ((8V a '(V7 no pode"os saber cuantas espiras tiene el pri"ario 1

cuantas el secundario pero si pode"os conocer su relación de espiras0

#' #( V' V( #' #( ((8 '( '>7==

Este dato es útil si .uere"os saber .ue tensión nos dar4 este "is"o

trans6or"ador si lo conecta"os a '(8V en lugar de ((8V7 la tensión V( .ue dar4 a '(8V

ser40

'(8 V( Q '>7== V( '(8 '>7== 97+ V


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Por el pri"ario 1 el secundario pasan corrientes distintas7 la relación de

corrientes ta"bi/n depende de la relación de espiras pero al rev/s7 de la siguiente 6or"a0

I( I' Q K#' #(

&onde I' e I( son las corrientes de pri"ario 1 secundario respectiva"ente* Esto

nos sirve para saber .ue corriente tiene .ue soportar el 6usible .ue ponga"os a la

entrada del trans6or"ador7 por e,e"plo7 suponga"os .ue el trans6or"ador anterior es de

8* "perios* Esta corriente es la corriente "4?i"a del secundario I(7 pero nosotros

.uere"os saber .ue corriente :abr4 en el pri"ario KI' para poner allí el 6usible*

Entonces aplica"os la 6ór"ula0

I( I' Q K#' #( 8* I' Q '>*== I' 8* '>*== ('7> "

Para asegurarnos de .ue el 6usible no saltar4 cuando no debe7 se to"ar4 un valor

"a1or .ue este7 por lo "enos un =8 "a1or*

• %ectificador a diodos

El recti6icador es el .ue se encarga de convertir la tensión alterna .ue sale del

trans6or"ador en tensión continua* Para ello se utilizan diodos* Un diodo conduce

cuando la tensión de su 4nodo es "a1or .ue la de su c4todo* Es co"o un interruptor .ue

se abre 1 se cierra según la tensión de sus ter"inales0


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$igura =* &iagra"a de Puente Recti6icador

El recti6icador se conecta despu/s del trans6or"ador7 por lo tanto le entra tensión

alterna 1 tendr4 .ue sacar tensión continua7 es decir7 un polo positivo 1 otro negativo0

$igura* * Polarización del Puente recti6icador*

• %ectificador en puente

El recti6icador "4s usado es el lla"ado recti6icador en puente7 su es.ue"a es el

siguiente0

$igura +* Es.ue"a del Puente Recti6icador*


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-uando Vi es positiva los diodos &( 1 &= conducen7 siendo la salida Vo igual

.ue la entrada Vi7 cuando Vi es negativa los diodos &' 1 & conducen7 de tal 6or"a .ue

se invierte la tensión de entrada Vi :aciendo .ue la salida vuelva a ser positiva*

Es tan co"ún usar este tipo de recti6icadores .ue se venden 1a preparados los

cuatro diodos en un solo co"ponente* Suele ser reco"endable usar estos puentes

recti6icadores7 ocupan "enos .ue poner los cuatro diodos 1 para corrientes grandes

vienen 1a preparados para ser "ontados en un radiador* Este es el aspecto de la "a1oría

de ellos0

$igura 9* Puente Recti6icador*

Tienen cuatro ter"inales7 dos para la entrada en alterna del trans6or"ador7 uno la

salida positiva 1 otro la negativa o "asa* %as "arcas en el encapsulado suelen ser0

Para las entradas en alterna Para la salida positiva Para la salida negativa o "asa*

• El filtro

%a tensión en la carga .ue se obtiene de un recti6icador es en 6or"a de pulsos* E

un ciclo de salida co"pleto7 la tensión en la carga au"enta de cero a un valor de pico7

para caer despu/s de nuevo a cero* Esta no es la clase de tensión continua .ue precisan

la "a1or parte de circuitos electrónicos* %o .ue se necesita es una tensión constante7


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si"ilar a la .ue produce una batería* Para obtener este tipo de tensión recti6icada en la

carga es necesario e"plear un 6iltro* El tipo "4s co"ún de 6iltro es el del condensador a

la entrada7 en la "a1oría de los casos per6ecta"ente v4lido* Sin e"bargo en algunos

casos puede no ser su6iciente 1 tendre"os .ue ec:ar "ano de algunos co"ponentes

adicionales*

• Filtro con condensador a la entrada

Este es el 6iltro "4s co"ún 1 seguro .ue lo conocer4s7 basta con a@adir uncondensador en paralelo con la carga KR% 7 de esta 6or"a0

$igura G* $iltro*

Todo lo .ue diga"os en este apartado ser4 aplicable ta"bi/n en el caso de usar el

6iltro en un recti6icador en puente* -uando el diodo conduce el condensador se carga a

tensión de pico V"a?* Una vez rebasado el pico positivo el condensador se abre* Por

.ueW debido a .ue el condensador tiene una tensión V"a? entre sus e?tre"os7 co"o latensión en el secundario del trans6or"ador es un poco "enor .ue V"a? el c4todo del

diodo esta a "as tensión .ue el 4nodo* -on el diodo a:ora abierto el condensador se

descarga a trav/s de la carga*


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&urante este tie"po .ue el diodo no conduce el condensador tiene .ue X"antener

el tipoX 1 :acer .ue la tensión en la carga no ba,e de V"a?* Esto es pr4ctica"ente

i"posible 1a .ue al descargarse un condensador se reduce la tensión en sus e?tre"os*

-uando la tensión de la 6uente alcanza de nuevo su pico el diodo conduce breve"ente

recargando el condensador a la tensión de pico* En otras palabras7 la tensión del

condensador es apro?i"ada"ente igual a la tensión de pico del secundario del

trans6or"ador K:a1 .ue tener en cuenta la caída en el diodo * %a tensión Vo .uedar4 de

la siguiente 6or"a0

$igura >* 5ra6ica de Tensión V8*

%a tensión en la carga es a:ora casi una tensión ideal* Solo nos .ueda un pe.ue@

rizado originado por la carga 1 descarga del condensador* Para reducir este rizado

pode"os optar por construir un recti6icador en puente0 el condensador se cargaría el

doble de veces en el "is"o intervalo teniendo así "enos tie"po para descargarse7 en

consecuencia el rizado es "enor 1 la tensión de salida es "4s cercana a V"a?*

)tra 6or"a de reducir el rizado es poner un condensador "a1or7 pero sie"pre

tene"os .ue tener cuidado en no pasarnos 1a .ue un condensador de"asiado grande

origina proble"as de conducción de corriente por el diodo 17 por lo tanto7 en el


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secundario del trans6or"ador Kla corriente .ue conduce el diodo es la "is"a .ue

conduce el trans6or"ador *

• Efecto del condensador en la conducción del diodo

-o"o veni"os diciendo :asta a:ora7 el diodo solo conduce cuando el

condensador se carga* -uando el condensador se carga au"enta la tensión en la salida7 1

cuando se descarga dis"inu1e7 por ello pode"os distinguir per6ecta"ente en el gr46ico

cuando el diodo conduce 1 cuando no* En la siguiente 6igura se :a representado la

corriente .ue circula por el diodo7 .ue es la "is"a .ue circula por el trans6or"ador0

$igura


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Si pone"os un condensador "a1or reduci"os el rizado7 pero al :acer esto

ta"bi/n reduci"os el tie"po de conducción del diodo7 -o"o la corriente "edia .ue

pasa por los diodos ser4 la "is"a Ke igual a la corriente de carga los pulsos de corrient

se :acen "a1ores0

$igura '8* 5ra6ica de Pulsos de -orriente*

3 esto no solo a6ecta al diodo7 al trans6or"ador ta"bi/n7 1a .ue a "edida .ue los

pulsos de corriente se :acen "4s estrec:os K1 "4s altos a su vez la corriente e6icaz

au"enta* Si nos pasa"os con el condensador podría"os encontrarnos con .ue tene"os

un trans6or"ador de 87+ 1 no pode"os su"inistrar "as de 87( a la carga Kpor poner

un e,e"plo *

Si .uieres a,ustar el valor del condensador al "enor posible esta 6ór"ula te dar4

el valor del condensador para .ue el rizado sea de un '8 de Vo Kregla del '8 0

- K+ Q I KY Q V"a?

&ónde0


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-0 -apacidad del condensador del 6iltro en 6aradios

I0 -orriente .ue su"inistrar4 la 6uente

Y0 6recuencia de la red

V"a?0 tensión de pico de salida del puente Kapro?i"ada"ente Vo

Si se .uiere conseguir un rizado del G puedes "ultiplicar el resultado anterior

por '7 7 1 si .uieres un rizado "enor resulta "4s reco"endable .ue uses otro tipo de

6iltro o pongas un estabilizador*

• El %egulador

Un regulador o estabilizador es un circuito .ue se encarga de reducir el rizado 1

de proporcionar una tensión de salida de la tensión e?acta .ue .uera"os* En esta sección

nos centrare"os en los reguladores integrados de tres ter"inales .ue son los "4s

sencillos 1 baratos .ue :a17 en la "a1oría de los casos son la "e,or opción* Este es el

es.ue"a de una 6uente de ali"entación regulada con uno de estos reguladores0

$igura ''* Es.ue"a de la $uente de li"entación Regulada*

Si :as seguido las e?plicaciones :asta a:ora no te costar4 traba,o distinguir el

trans6or"ador7 el puente recti6icador 1 el 6iltro con condensador a la entrada* Suele se


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"u1 nor"al a,ustar el condensador según la regla del '8 7 Si no sabes co"o repasa el

6iltro con condensador a la entrada*

Es "u1 corriente encontrarse con reguladores .ue reducen el rizado en '8888

veces K>8 dB 7 esto signi6ica .ue si usas la regla del '8 el rizado de salida ser4 del

8*88' 7 es decir7 inapreciable* %as ideas b4sicas de 6unciona"iento de un regulador d

este tipo son0

'* %a tensión entre los ter"inales Vout 1 5#& es de un valor 6i,o7 no variable7 .ue

depender4 del "odelo de regulador .ue se utilice*

(* %a corriente .ue entra o sale por el ter"inal 5#& es pr4ctica"ente nula 1 no se tiene

en cuenta para analizar el circuito de 6or"a apro?i"ada* $unciona si"ple"ente co"o

re6erencia para el regulador*

=* %a tensión de entrada Vin deber4 ser sie"pre unos ( o = V superior a la de Vout para

asegurarnos el correcto 6unciona"iento* %os tipos de reguladores .ue se suelen usar so

! Reguladores de la serie G>JJ*

! Regulador a,ustable %M='G*


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- PITU%) III0 M R-) MET)&)%)5I-)

ipo de "nvestigación.

&ado .ue la intención de esta investigación es servirle de "odelo inicial a otros

interesados en el te"a7 esta se encuentra relacionada directa"ente con el tipo

descriptivo7 1a .ue la 6inalidad de este traba,o escrito es sentar las bases para

investigaciones 6uturas en el 4rea7 así co"o proponer un siste"a b4sico abierto a

"odi6icaciones .ue le per"itan tener un "a1or alcance*

-abe aclarar .ue aun.ue la investigación se dise@ó co"o de tipo descriptivo7

e?isten algunos ele"entos .ue7 según la perspectiva del lector7 podrían darle car4cter

e?plicativo puesto .ue se partiendo del plantea"iento del proble"a7 se "uestra la 6or"a

en .ue el siste"a es dise@ado7 así co"o el 6unciona"iento de este 1 co"o llega a la

solución de dic:o proble"a*

&odalidad de la "nvestigación.

&e6inir la "odalidad de la investigación per"ite la realización de varias

estrategias para el desarrollo de un procedi"iento "etodológico e6icaz .ue d/ respuesta


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cual.uier :ec:o7 6enó"eno o situación .ue se produzca en la naturaleza o en la sociedad7

en 6unción de unos ob,etivos de investigación preestablecidosO*

En el proceso de la recolección de datos7 la in6or"ación se debe guardar en un

"edio "aterial de 6or"a .ue los datos puedan ser recuperados7 procesados7 analizados e

interpretados7 por tal "otivo rias K(88909< de6ine los instru"entos co"o NZcual.uier

recurso7 dispositivo o 6or"ato Ken papel o digital 7 .ue se utiliza para obtener registrar

al"acenar in6or"aciónO* En tal sentido7 se escogió la lista de cote,o7 .ue co"ún"ente se

deno"ina lista de control o de veri6icación la cual rias K(8890'=> de6ine de la

siguiente "anera Nes un instru"ento en el .ue se indica la presencia o ausencia de un

aspecto o conducta a ser observadoO es decir7 este instru"ento per"ite identi6icar

aspectos relacionados con los a,ustes7 "ediciones7 "odi6icaciones 1 reparaciones

necesarias en cuanto 6unciona"iento del siste"a se re6iere*

%os di6erentes datos necesarios para la investigación consisten en una serie de

"ediciones de par4"etros el/ctricos i"prescindibles para iniciar con el dise@o del

siste"a en cuestión7 para ello es necesario la utilización de ciertos 1 deter"inados

instru"entos de "edición especí6icos co"o son los "ultí"etros los cuales per"iten

obtener in6or"ación sobre las variables de dise@o Ktensión de línea7 intensidad de

corriente *

!cnica de An(lisis de 'atos

%uego de obtener los par4"etros necesarios7 se seleccionan un con,unto de

co"ponentes adecuados7 cu1as características se a,usten al dise@o propuesto* %os dat


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en los .ue est4 basado este prototipo inicial se procesan en un si"ulador virtual de

circuitos electrónicos para veri6icar si el 6unciona"iento es correcto7 o realizar las

"odi6icaciones pertinentes*

%uego es necesario el ensa"bla,e del circuito en un protoboard a 6in de to"ar las

"ediciones correspondientes 1 veri6icar su 6unciona"iento*

En caso de un 6unciona"iento incorrecto o la 6alla de algún co"ponente7 es

necesario7 to"ar las "ediciones de los par4"etros iniciales para veri6icar si :an

ca"biado de tal "anera .ue puedan a6ectar el siste"a7 realizar una nueva si"ulación del

circuito7 a 6in de deter"inar el lugar de la 6alla7 e6ectuar las "odi6icaciones pertinentes

en el protoboard a 6in de lograr el 6unciona"iento correcto del siste"a*

Fases de la "nvestigación

%as 6ases de la investigación7 est4n basadas en el es.ue"a general propuesto por

-laret K(8''0998 donde se indica .ue Nlas 6ases operativas a ser to"adas en cuenta en la

investigación son b4sica"ente los pasos a ser cubiertos a trav/s de las etapas de traba,oO

.ue se to"aron en cuenta en el presente ob,eto de estudio7 las cuales se "uestran a

continuación*

Fase "nteractiva del Proceso.

Inicial"ente7 se procedió al an4lisis del 6unciona"iento de la 6uente7 la cual se

realizó "ediante la recopilación de in6or"ación sobre el te"a en cuestión7 para realizar


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un dise@o preli"inar de la 6uente en cuestión 1 la elaboración de una lista de

co"ponentes apropiados para su construcción*

Fase )onfirmatoria.

Una vez realizado el dise@o preli"inar7 se so"ete a si"ulación por co"putadora7

para veri6icar su 6unciona"iento antes de :acer la i"ple"entación 6ísica del siste"a 1

co"probar .ue los datos procesados en dic:a si"ulación son coincidentes con la

realidad* En esta etapa del ciclo7 se evalúa el dese"pe@o del prototipo del siste"a7 ante

de su i"ple"entación de6initiva* Para ello7 se realiza un "onta,e en protoboard de

a"bos circuitos7 para veri6icar .ue el siste"a 6unciona correcta"ente 1 así realizar los

a,ustes necesarios*

Fase Evaluativa.

En caso de ser necesario7 se corrigen las 6allas presentes en el dise@o "ediante

las si"ulaciones .ue sean necesarias7 :asta obtener un siste"a con6iable7 e6iciente 1 .uecu"pla con su co"etido* %uego7 co"o etapa 6inal7 se procede a la creación de una placa

i"presa7 en donde se situaran los co"ponentes de 6or"a de6initiva*

Plan de Acción

Para la e,ecución de las distintas 6ases de la investigación7 se plani6icó el

desarrollo de la propuesta "ediante la utilización de una :erra"ienta de gestión del

tie"po deno"inada &iagra"a de 5antt7 con un tie"po esti"ado de tres se"anas

apro?i"ada"ente*


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-o"o se puede observar en la Tabla '7 cada una de las 6ases del proceso

investigativo se encuentra dividida en tres subetapas7 con di6erentes duraciones entre s

esto debido a 6actores diversos co"o son el grado de co"ple,idad7 sucesivas to"as de

"ediciones7 entre otros*

Tabla '* -ronogra"a de ctividades

Periodo de Tiempo(Semanas) 1 2 3

Periodo de Tiempo(Días)

1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7

Fase Intera ti!a de" Pro eso#n$"isis de "a %&enteDise'o

ista de omponentesFase on*rmatoria

Sim&"a i+n,onta-e en Proto.oard/e!isi+n a-&ste

Fase !a"&ati!aFa.ri a i+n de" P,onta-e en e" PPr&e.a de%&n ionamiento


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- PITU%) IV0 &ISEF) &E % PR)PUEST

%e*uerimientos Funcionales + Operativos

%a 6uente esta dise@ada para traba,ar con tensiones de ali"entación de

'(8v a 98 2z7 para ali"entar circuitos o dispositivos electrónicos .ue 6uncionen

con tensiones co"prendidas entre '*( 1 'G voltios en corriente continua7 con una

corriente "4?i"a de :asta '*+ "perios*

%e*uerimientos de ,eguridad Para evitar .ue la 6uente su6ra da@os por au"entos de corriente

inesperados provenientes de la red de su"inistro el/ctrico7 es reco"endable la

i"ple"entación de un 6usible co"o "edida de seguridad* &e la "is"a "anera7

se debe evitar conectar al dispositivo circuitos o aparatos electrónicos cu1o

consu"o de corriente e?ceda los '*+ 7 esto debido a .ue los integrados l"='G 1

l"==G solo pueden "ane,ar co"o "4?i"o '*+ *

%estricciones

%as restricciones de 6unciona"iento de la 6uente se basan en sus

características de tensión 1 corriente7 solo pudiendo "ane,ar circuitos conectados

a esta .ue 6uncionen con tensiones co"prendidas entre '*(+ 1 '( voltios7 concorrientes "enores o iguales a '*+ *

&ateriales


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%os ele"entos o co"ponentes necesarios para el "onta,e de la 6uente en

protoboard son0

• ' Trans6or"ador con pri"ario de ''8V 1 secundario de '(!8!'( voltios a '*+ "p*• ' Puente recti6icador de onda co"pleta• ( -ondensador electrolítico de '888u$ 1 =+ voltios*• ( -ondensador electrolítico de '8 u$ (+V*• ( condensador seco de 'u$*• ' -ircuito integrado %M='GT*• ' -ircuito integrado %M==GT*• ( Resistencia de '(8[ ' (L*• ( Potenció"etros de +\

Para el "onta,e 6inal en circuito i"preso7 aparte de los co"ponentes

"encionados anterior"ente7 se necesitan dos disipadores de calor adecuados

para cada uno de los circuitos integrados7 una placa de ba.uelita sin per6orar 1

cloruro 6/rrico*

Planos

continuación se presenta el es.ue"a electrónico correspondiente a la

6uente7 realizado en Proteus > Pro6esional7 con su correspondiente circuito

i"preso dise@ado en P-B Lizard (*


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$igura '(* Es.ue"a electrónico de la 6uente dual*


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29

$igura '=* Pistas del P-B$igura ' * Patrón de per6orado del P-B

$igura '+* Vista superior si"ulada del P-B ar"ado*


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,imulaciones

continuación se presentan las si"ulaciones correspondientes de la 6uente en

cuestión7 las cuales 6ueron i"prescindibles para la realización del "onta,e en protoboard

.ue abordare"os en el capitulo siguiente* Para la realización de esto se utilizo el

so6t]are de si"ulación Proteus > en su versión pro6esional7 el cual cuenta con la

:erra"ienta ISIS para la realización 1 puesta a prueba de circuitos si"ulados en

a"bientes virtuales*

-o"o se puede apreciar en la 6igura siguiente7 para si"ular la 6uente es necesaria

la construcción del es.ue"a electrónico7 utilización la variedad de co"ponentes provista

por la biblioteca de co"ponentes del progra"a*

$igura '9* Ensa"bla,e del circuito en Proteus*


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31

Una vez ter"inado el "onta,e en el si"ulador7 se seleccionan los voltí"etros

necesarios según el tipo de corriente a "edir K - o &- *

$igura 'G* Selección de los voltí"etros 1 su colocación*

-o"o se puede apreciar7 se colocan los voltí"etros &- en los ter"inales del

puente recti6icador 1 en las salidas de la 6uente7 tanto para las tensiones negativas co"o

para las positivas7 1 los voltí"etros - antes 1 despu/s del trans6or"ador*

$igura '>* -olocación de los voltí"etros -*


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$igura '


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Para realizar una correcta si"ulación de la 6uente7 es necesario la colocación de

un osciloscopio* En Proteus se cuenta con un osciloscopio de cuatro canales7 el cual se

dispuso de "anera tal de .ue pudiese visualizar las 6or"as de onda correspondientes

cada etapa del circuito* Una vez colocados todos los instru"entos de "edida necesarios7

se procede a realizar la si"ulación presionando la tecla $'(*

$igura ('* Inicio del proceso de si"ulación*

-o"o se puede observar en la 6igura siguiente7 el canal "uestra la 6or"a de

onda correspondiente a la etapa de trans6or"ación de la corriente7 "ientras .ue en el

canal B se puede visualizar la recti6icación de la se@al de entrada 1 el canal - 1 &

"uestran la reducción 1 eli"inación del rizado*


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$igura ((* &i6erentes 6or"as de onda en cada etapa del circuito*

Para probar la variación de tensión en los ter"inales de salida7 procede"os a

"odi6icar el valores de los potenció"etros correspondientes7 pudiendo observarse .uedic:o valor de tensión varia lineal"ente7 esto debido a .ue los potenció"etros

seleccionados son de tipo lineal* se puede observar .ue a 8 ^_ la tensión "íni"a de

salida es de '*(+ V7 esto debido a .ue es el valor "íni"o su"inistrado por el circuito

integrado %M==GT*


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$igura (=* Valor inicial de la tensión a 8 ^_*

$igura ( * Variación de la tensión*


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- PCTU%) V0 &ES-RIP-ID# &E % PR)PUEST

Prototipo - ard/are + ,oft/are0

1ard/are

Para la construcción de un prototipo 6uncional de la 6uente7 6ue pri"ordial el

ensa"bla,e de dic:o circuito en protoboard antes de su construcción 6inal en ba.uelita

usando los datos obtenidos de la si"ulación previa 1 la lista de co"ponentes se procedió

a su "onta,e*

$igura (+* Monta,e del circuito si"ulado en el protoboard*

Para asegurar .ue el circuito 6uncione adecuada"ente antes de su "onta,e en el

circuito i"preso es necesario realizar las "ediciones 1 a,ustes necesarios tal 1 co"o lo

"uestra la 6igura*


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$igura (9* Realización de "ediciones del circuito*

Una vez ter"inada la etapa de prueba en el protoboard7 se procede a crear el

circuito i"preso "ediante el "/todo de planc:ado7 para trans6erir el dise@o de las pistas

a la placa base7 luego es su"ergido en cloruro 6/rrico para así producir las pistas*

$igura (G* Trans6erencia de las pistas a la ba.uelita*


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38

Una vez realizada la placa base7 se per6oran 1 se co"ienza a soldar los

co"ponentes7 tal 1 co"o se "uestra en la 6igura siguiente*

$igura (>* Proceso de soldado de los co"ponentes a la placa base*


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- PITU%) VI0 -)#-%USI)#ES 3 RE-)ME#& -I)#ES

)onclusiones.

partir de la investigación7 dise@o e i"ple"entación de la 6uente dual de volta,e

de !'(V7 se :an obtenido las siguientes conclusiones0

%a elección de la topología7 co"o ciertos criterios de dise@os 6ueron desarrollados a

partir de los ele"entos e?istentes en el "ercado por lo .ue es de su"a i"portancia .ue

antes de la realización de un pro1ecto de este tipo se proceda con una investigación

previa sobre la 6iabilidad 1 6actibilidad de encontrar todos los co"ponentes electrónicos

a ser utilizados*

5arantizar el nivel de tensión correcto en los diversos tipos de e.uipos usados en laactualidad es i"portante7 puesto .ue de esta "anera se puede prevenir un

6unciona"iento alterado o inclusive el da@o de estos7 razón por la .ue la 6uente

construida es una 6uente 6iable para ser i"ple"entada en laboratorios de electrónica 1

electricidad*

En 6uentes de este tipo7 1 "4s aún para aplicaciones susceptibles a da@os7 es

i"prescindible brindar buenos niveles de protección7 de allí la i"portancia de la

utilización de conectores de buena calidad* sí co"o la utilización de capacitores .ue


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son los encargados de estabilizar el circuito 1 ver co"o en las entradas 1 salidas de

nuestros integrados conserva los respectivos volta,es indicados*

%ogra"os aplicar los conoci"ientos acerca de la recti6icación de se@ales de corriente

alterna para su aplicación en circuitos reguladores con los .ue obtengo se@ales de

corriente directa*

En la presente practica :e"os aprendido en có"o se realizan los di6erentes circuitos para

6uentes tanto variables co"o 6i,as 1 có"o 6uncionan los tipos de 6iltrados del ruido .ue

genera el trans6or"ador :acia la 6uente*

%ecomendaciones

Se reco"ienda para ser usado en todo tipo de circuitos de ali"entación positiva negativa

1 dual*

Es necesario la colocación 6usibles para proteger la 6uentes de pico de corriente*


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BIB%I)5R $C S

P4ginas ]eb0

ttp pro%esormo"ina om ar t&toria"es t&tor1 %&entes tm :ttp0 es*slides:are*net &ulcitaUni.ue 6uente!de!ali"entacin!si"trica!regulada!1!

variable:ttp0 electronicadigital6uente*blogspot*co" (8'( 8+ 6uente!de!ali"entacion!regulab

de!'(v*:t"l

http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/tutor1_fuentes.htmhttp://es.slideshare.net/DulcitaUnique/fuente-de-alimentacin-simtrica-regulada-y-variablehttp://es.slideshare.net/DulcitaUnique/fuente-de-alimentacin-simtrica-regulada-y-variablehttp://electronicadigitalfuente.blogspot.com/2012/05/fuente-de-alimentacion-regulable-de-12v.htmlhttp://electronicadigitalfuente.blogspot.com/2012/05/fuente-de-alimentacion-regulable-de-12v.htmlhttp://es.slideshare.net/DulcitaUnique/fuente-de-alimentacin-simtrica-regulada-y-variablehttp://es.slideshare.net/DulcitaUnique/fuente-de-alimentacin-simtrica-regulada-y-variablehttp://electronicadigitalfuente.blogspot.com/2012/05/fuente-de-alimentacion-regulable-de-12v.htmlhttp://electronicadigitalfuente.blogspot.com/2012/05/fuente-de-alimentacion-regulable-de-12v.htmlhttp://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/tutor1_fuentes.htm


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PH#&I-ES

$igura (


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