Construcción de Fuente de alimentación
I.- FUNDAMENTO TEORICO
FUENTE DE ALIMENTACION
Una fuente de alimentación o de poder, convierte la corriente alterna (220 VAC) de la línea en corriente continua (CC o DC) para alimentar los diferentes equipos electrónicos.
DIAGRAMA EN BLOQUES DE UNA FUENTE DE ALIMENTACION
La fuente de alimentación consta de las siguiente partes:
a.- TRANSFORMADOR DE ENTRADA
Reduce el voltaje de la línea o red al voltaje de AC necesario para lograr un voltaje de salida DC adecuado.
b.- CIRCUITO RECTIFICADOR
Esta conformado por dos o mas diodos de silicio. Estos se encargan de dejar pasar los semiciclos positivos o negativos de la tensión AC entregados por el transformador de entrada. A este proceso de dejar pasar los semiciclos positivos o negativos de la AC se conoce como rectificación positiva o negativa respectivamente.
c.- FILTRAJE
Constituido generalmente por condensadores mayores de 100 uF con o sin bobinas de choque, los cuales se encargan de eliminar el rizado en la salida.
d.- ESTABILIZADOR DE VOLTAJE
Mantiene constante el voltaje de salida de la fuente contra variaciones de consumo de corriente del equipo o carga conectada en los terminales de salida de la fuente.
e.- REGULADOR DE VOLTAJE VARIABLE
Básicamente compuesto por una resistencia variable de tipo lineal y semiconductores asociados. Su propósito es ajustar el voltaje de salida DC de la fuente al voltaje de carga o equipo conectado en los bornes de salida de la fuente.
f.- CIRCUITO DE PROTECCION
Evita que los dispositivos y componentes electrónicos se deterioren por efecto de cortocircuito o excesivo consumo de corriente en los bornes de salida de la fuente.
EL DIODO ZENER
Los diodo rectificadores y los diodos para señales pequeñas nunca se emplean intencionalmente en la región de rompimiento, ya que esto podría dañarlos. Un diodo Zener es diferente, se trata de un diodo de silicio que se ha diseñado para operar en la región de rompimiento. En otras palabras, a diferencia de los diodos ordinarios que nunca trabajan en la región de rompimiento, los diodos Zener funcionan mejor en la región de rompimiento. Llamado a veces diodo de rompimiento, el diodo Zener es la esencia de los reguladores de voltaje, los cuales son circuitos que mantienen el voltaje casi constante sin importar que se presenten grandes variaciones en el voltaje de línea y la resistencia de carga.
La Fig. A muestra el símbolo de un diodo Zener. Variando el nivel de impurificación de los diodos de silicio, el fabricante puede producir diodos Zener con voltaje de rompimiento que van desde 2 hasta 200 V. Estos diodos pueden operar en cualquiera de las tres regiones: directa, de fuga y rompimiento.
La Fig. B muestra la gráfica I-V de un diodo Zener. En la región directa, comienza a conducir aproximadamente a los 0.7 V igual que un diodo ordinario de silicio. En la región de fuga (entre cero y el rompimiento) exhibe solamente una pequeña corriente inversa. En un diodo Zener el rompimiento tiene una rodilla muy pronunciada, seguida de un aumento casi vertical de la corriente. Nótese bien que el voltaje es casi constante, aproximadamente igual a VZ para un valor particular de la corriente de prueba IZT.
II.- CIRCUITOS A UTILIZAR
III.- ANALISIS DE CORRIENTES Y ELECCION DE COMPONENTES
a.- TRANSFORMADOR DE ENTRADA
El transformador debe de ser de 220V en la entrada y 12V-0-12V en la salida. Además debe soportar una corriente máxima de 1 Amperios.
b.- CIRCUITO RECTIFICADOR
Los diodos rectificadores deben de soportar como máximo una corriente de 1 amperio por lo que se puede elegir el 1N4001.
c.- FILTRAJE
Elegimos la capacidad de los condensador electrolítico de 1000 μF, por lo necesitamos encontrar el voltaje de rizo.
El voltaje de pico en el secundario es: VP = 24V/0.707 = 33.95 V
El voltaje a través de la carga es: VCD = 33.95V – (0.7V)(2) = 32.55 V
El voltaje de rizo a través de C1 es:
Vr = I/fC = (0.4 A)/(120)(1000x10-6)
Vr = 3.33 V
Calculo de voltaje de CD
La impedancia capacitivo de la sección Rc es:
La componente CA del voltaje de salida es:
V’r = (XC / R)Vr = (1.3/2.2)(3.33)
V’r = 1.96 V
De donde : VCD(con rizo) = 31.18V – (1.96V)/2 = 30.2 V
El diodo LED indicador de funcionamiento de la fuente (POWER) trabaja con un voltaje de 2 V y una corriente de trabajo de 20 mA. Por lo que la resistencia debe ser de:
Reemplazando:
R = (30V-2V) / 20 mA
R = 900 W
Un valor comercial puede ser el de 1KW
d.- ESTABILIZADOR DE VOLTAJE
Para una carga de 0.4 A y utilizando el transistor Q1 con un B = 50 se obtiene una corriente de Base de:
IB1 = 0.4/50 = 8 mA
El diodo Zener tiene que elegirse con una corriente de 2 mA y un voltaje de:
Vz = 25V
Por lo tanto la resistencia en serie debe ser de:
R2 = (30-25)/(0.008+0.002)
R2 = 500 W
e.- REGULADOR DE VOLTAJE VARIABLE
Los transistores deben de ser de silicio y además:
Q2 : β = 30
Q3 : β = 50
Ib3 = I0 / (β1xβ2) =0.4 / (30x50) = 0.000266 A
Seleccionamos un potenciómetro lineal de 5K, tenemos:
Ipot = VZ / pot = 23V / 5K = 0.0046 A
Por lo tanto la corriente en el potenciómetro es mucho mayor que la Ib3
IC2 = Ib1 = IO / 30 = 0.4 / 30 = 0.013 A
PQ2 = (30V – 1)(0.4) = 11.6 W
PQ3 = (30V – 1 - 0.7V )(0.013A) = 0.36 W
Diccionario electrónico
¿Qué es un Circuito sintonizado?
Un circuito sintonizado, también conocido como circuito resonante, es un componente fundamental en la electrónica que se utiliza para seleccionar, amplificar o filtrar señales de una frecuencia específica de interés. Su funcionamiento se basa en el fenómeno de la resonancia, que ocurre cuando un sistema físico tiene una frecuencia natural de oscilación y es excitado por una señal externa con esa misma frecuencia, lo que resulta en una respuesta amplificada en esa frecuencia particular.
Un circuito sintonizado consta de dos componentes principales: un inductor y un capacitor, conectados en serie o en paralelo. Estos elementos almacenan energía en sus campos magnéticos y eléctricos, respectivamente. Cuando la frecuencia de la señal de entrada se acerca a la frecuencia resonante del circuito, la energía se transfiere eficientemente entre el inductor y el capacitor, lo que lleva a una respuesta amplificada en la salida del circuito.
Existen dos tipos principales de circuitos sintonizados:
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Circuito sintonizado en serie: En este tipo de circuito, el inductor y el capacitor están conectados uno tras otro en serie. La resonancia ocurre cuando la impedancia (resistencia efectiva) del inductor y el capacitor son iguales en magnitud y opuestos en fase. En esta condición, la impedancia total del circuito se vuelve mínima, permitiendo que la corriente fluya con facilidad y generando un pico de amplitud en la respuesta en frecuencia.
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Circuito sintonizado en paralelo: En este caso, el inductor y el capacitor están conectados en paralelo. La resonancia ocurre cuando las impedancias individuales del inductor y el capacitor son iguales en magnitud pero en fase. Esto resulta en una alta impedancia total del circuito a la frecuencia resonante, lo que puede usarse para filtrar selectivamente esa frecuencia.
Los circuitos sintonizados tienen una amplia gama de aplicaciones en electrónica:
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Filtros: Pueden utilizarse como filtros para seleccionar una frecuencia específica de una señal. Los circuitos sintonizados en paralelo actúan como filtros pasabajos o pasaltos dependiendo de la configuración.
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Receptores de radio: Son esenciales en la sintonización de estaciones de radio, donde se utilizan para captar y amplificar la señal de radio en una frecuencia particular.
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Osciladores: Se usan en la generación de señales de frecuencia constante en osciladores controlados por resonancia, como en relojes y generadores de señales.
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Amplificadores selectivos: Pueden utilizarse para amplificar señales de una frecuencia específica y rechazar otras frecuencias no deseadas.
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Resonancia magnética: Se aplican en tecnologías médicas como la resonancia magnética nuclear (RMN), que utiliza circuitos resonantes para generar y detectar señales en un campo magnético.
En resumen, un circuito sintonizado es una herramienta esencial en electrónica que aprovecha la propiedad de la resonancia para amplificar, filtrar o seleccionar señales de frecuencia específica, y encuentra aplicación en una amplia gama de dispositivos y sistemas electrónicos.
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