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Actividad 1: Organización: Podemos empezar para explicar el motivo de estos trabajos que pretende sentar las bases de los conocimientos sobre electrónica analógica o digital, sin embargo, antes debemos revisar los conocimientos de la electrónica. No obstante, en los primeros puntos de este informe hemos aclarado conceptos importantes para poder así empezar con el diseño de nuestra fuente. He de aclarar que, una fuente de alimentación estabilizada, puede construirse de dos modos genéricos, paralelo o serie. En este informe presentaremos el diseño de nuestra fuente simétrica regulable de 0 a 30 v con protección a corto circuito además tiene que entregar como mínimo unos 2,6 A es decir el transformador que usaremos ya explicado en los primeros puntos deberá ser uno de 3 A. Este diseño ayudara para el funcionamiento de nuestro amplificador transistorizado que estamos realizando para nuestra presentación. El diseño de fuentes de alimentación estabilizadas mediante reguladores integrados monolíticos (reguladores fijos), resulta sumamente fácil. Para nuestra fuente hemos usado el integrado LM317 y el integrado LM337.

Actividad 2: Información: Explicación de las partes de nuestra fuente simétrica regulable EL CIRCUITO CON EL INTEGRADO LM317 E INTEGRADO LM337 El LM317 es un regulador de tensión lineal ajustable capaz de suministrar a su salida en condiciones normales un rango que va desde 1,2 hasta 37 V y una intensidad de 1,5 A. Sus pines son tres: ajuste(ADJ), entrada(IN) y salida(OUT). El complemento al LM317, pero en tensión negativa es el circuito integrado LM337. Dicho esto, podemos darnos cuenta el uso de ambos integrados en nuestro diseño dado que así podemos generar un voltaje a lo que requiere nuestro amplificador.

Regulador LM317(+) y LM337(-) Un regulador o estabilizador es un circuito que se encarga de reducir el rizado y de proporcionar una tensión de salida de la tensión exacta que queramos. En esta sección nos centraremos en los reguladores integrados de tres terminales que es lo hemos usado en nuestro diseño.

Este es el esquema de una fuente de alimentación regulada con uno de estos reguladores:

ESQUEMATICO DE LA FUENTE REGULABLE SIMETRICA

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IC1- Circuito Integrado LM317 IC2- Circuito integrado LM337

Reguladores que se utilizan en esta fuente: Regulador LM317 El LM317 es un regulador de tensión ajustable de tres terminales capaz de suministrar más de 1,5 A en un rango de entre 1,2 hasta 37 Voltios. Es uno de los primeros reguladores ajustables de la historia, el primero que salió fue el LM117, y más tarde el LM137 el cual tenía una salida negativa, después le siguió el LM317 siendo notablemente popular.

Regulador LM337 El LM337 es un regulador de tres terminales de voltaje negativo capaz de entregar 100 m y un rango de salida de 1.2 a 37 volts. Requiere solo dos resistores para fijar la tensión de salida, además las regulaciones de línea y de carga son mejores que la de los reguladores fijos. Además de su mejor rendimiento sobre los reguladores fijos, el LM337 ofrece una protección completa contra sobrecarga. Incluyendo en el chip un limitador de corriente y protección contra sobrecarga térmica. Todas las protecciones de sobrecarga permanecen funcionales aun cuando la terminal de ajuste esté desconectada.

Características:     

Salida ajustable hasta 1.2 volts. Salida de corriente garantizada a 100 mA. Límite de corriente constante con la temperatura. Elimina la necesidad de almacenar mucho voltaje. Encapsulado estándar de tres terminales.

Rechazo de rizado de 80 db.El LM317 puede manejar corrientes de hasta 1,5 A, si el usuario desea una fuente de mayor corriente puede optar por el LM350 que puede manipular hasta 3 A. Sin embargo, existe una opción más económica que consiste en instalar un transistor de potencia, como un TIP3055 adosado a un disipador, cuyo colector se conecta a la salida del bloque rectificador, a la salida del regulador se le agregara una resistencia de un valor de 0.22 ohm con una potencia de 10 W podemos darnos cuenta que el emisor será la nueva salida. Ahora la máxima corriente quedará marcada por la que tolere el transistor, dependiente de cual empleamos será la cantidad de corriente que podemos extraer a esta fuente. Cabe destacar que al hacer esto debemos emplear puentes rectificadores de por lo menos 5 A. Transistor TIP2955 de potencia diseñado para aplicaciones de conmutación de energía, reguladores de serie y shunt, etapas de salida y amplificadores de alta fidelidad. El tipo PNP complementario es el TIP3055. Algunas características:  Excelente área de operación segura  Aplicaciones: Administración de Potencia, Industrial

Explicados los transistores que están conectados al integrado podemos darnos cuenta en nuestro esquemático la conexión de un transistor simétricamente en ambos:

Transistor BC558 y BC548 El BC548 es un transistor NPN bipolar de propósitos generales utilizado principalmente en equipos de procedencia europea. Entre las aplicaciones, se encuentran la de amplificador de baja señal y en fuentes de alimentación. El dispositivo viene integrado en un encapsulado tipo TO-92. El orden de los pines mirando la parte plana del encapsulado de izquierda a derecha colector, base, emisor. Su par complementario(PNP) es el transistor BC558 Transistor BC558 es un transistor de silicio de baja potencia de propósitos generales utilizado en gran variedad de equipos electrónicos. El dispositivo viene integrado en un encapsulado plástico tipo TO92. El orden de los pines mirando la parte plana del encapsulado de derecha a izquierda es emisor, base y colector. Aplicaciones: Fuentes de alimentación. Como pares diferenciales y complementarios en amplificadores de audio.

Actividad 3: Elaboración de nuestro circuito DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO REGULADOR. LA AUTO-REGULACIÓN. Una forma de reducir el consumo de corriente en un circuito, consiste en reducir su tensión de alimentación de algún modo, esto digamos que, no es muy ortodoxo, ya que una reducción de tensión en el potenciómetro produce un cambio de corriente y esto produce una reducción de corriente que hemos de corregir y a éste cambio le sigue otro cambio, de manera que resultaría del todo imposible modificar los cambios con la debida celeridad que se exige. Ahora, veamos cómo podemos lograr lo propuesto de modo automático, es decir, compensando la caída de tensión por un medio electrónico con el que se corrijan y compensen las variaciones que se producen hasta compensar.

Al aplicar una carga a la salida de una fuente, inmediatamente se producirá una caída de tensión, proporcional a la carga que, tiende a reducir la tensión de salida. El tiempo de respuesta ante una variación en la carga es de unos pocos microsegundos, lo que hace inapreciable la variación en la tensión de salida. Esto es en sí, la auto-regulación. Es evidente la similitud entre lo descrito en el párrafo anterior y el símil del potenciómetro mencionado más arriba.

Materiales a utilizar y adquirir.  T1- Transformador con primario adecuado para la red eléctrica (110 o 220 V) y secundario de 24+24 para 3 A.  IC1 – Circuito integrado LM317  IC2- Circuito integrado LM337  Q1- Transistor TIP3055  Q2 – Transistor TIP2955  Q3 – Transistor BC548 o similar  Q4 – Transistor BC558 o similar  D1 al D4 – Diodos 1N5809 o similares.  D5 y D6 – Leds  C1 y C2 – Condensadores electrolíticos 4700u F 35 V  C3 y C6 – Condensadores de 0.1u F (100n F)  R1 y R2 – Resistencias de 1000 ohms 1/2W  R3 y R4 – Resistencias de 220 ohms 1/2W  R5 y R6 – Resistencias de 0.22 ohms 10W  R7 y R8 – Resistencias de 470 K ohms 1/2W  P1 y P2 – Potenciometros de 5000 ohms

Características técnicas. 

Voltaje DC de salida regulable de 0 a 30V.

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Intensidad de la corriente de salida regulable de 0’5 a 3Amperios.

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Circuito de desconexión automática del voltaje.

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Si se elige una corriente determinada mediante el potenciómetro que controla su intensidad y después el circuito de carga tiene un mayor consumo de corriente, el circuito de control automático, desconecta el voltaje, evitando así que se dañe el circuito de carga. Sin embargo, debe evitarse unir los cables de salida, lo que producirá el deterioro de los transistores consecuente. (NO ES CORTOCIRCUITABLE)

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En este momento se iluminará un LED indicando la desconexión del voltaje y para restablecerlo debe apretar el pulsador RESET.

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Este circuito también actúa de forma automática en el caso de cortocircuito entre los cables de salida, desconectando el voltaje de salida.

Vemos a continuación la simulación con la ayuda del esquemático ya dado:

Se puede dar cuenta la colocación de potenciómetros eso genera que nuestra fuente sea variable. Resultados:

Podemos ver la tensión que genera nuestra fuente:

Notas importantes: Para poder mejor la tensión queremos decir que sea más grande hemos cambiado el transformador a uno mayor de 24-24 ya que en la simulación trabajamos con uno de 15-15. Para esta fuente utilizaremos un circuito integrado que ya hemos mencionado, se trate del LM317, este circuito tiene una gran estabilidad y proporciona una alta precisión en el rango de tensiones que controla. El problema que surge radica en la particularidad de que su alimentación no puede rebasar según el fabricante los 37V, por seguridad nosotros vamos a poner el margen en los 30V. El esquema, que circula por Internet, al parecer, pertenece a un kit japonés, al que he hecho unas modificaciones mínimas. para cubrir el margen de tensión de 0 a 60V y una corriente de 0 a 3A. Por supuesto que la corriente máxima puede aumentarse, si añadimos los transistores de potencia necesarios. Téngase en cuenta la potencia desarrollada, sólo por citar un ejemplo, si la fuente entrega 12V a 2A tenemos una caída de tensión de 48V con 2A de consumo que nos da una disipación de 100 Watios, es una fuente no un calefactor, así que, tengamos cuidado.