Capitulo 4 Capitulo 3 Capitulo 2 Capitulo 1 Introducción. A medida que avanza nuestra formación profesional nos encontramos en la necesidad de poder.

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2 Capitulo 4 Capitulo 3 Capitulo 2 Capitulo 1

3 Introducción. A medida que avanza nuestra formación profesional nos encontramos en la necesidad de poder generar y utilizar instrumentos básicos que ayudan a la prueba de proyectos y diseños electrónicos que por lo general requieren una señal de corriente Dc, pero por la fácil transportación y generación la corriente alterna esta es la mas utilizada. Por lo cual se diseñara una fuente de alimentación de 0-24v y una corriente máxima de 1 A. Índice

4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA Debido a la necesidad de probar nuestros diseños y/o proyectos es necesaria una fuente de alimentación DC. Se diseñara una fuente de alimentación regulable de 24V y una corriente máxima de 1A. FORMULACION DEL PROBLEMA ¿Qué dispositivo nos permitirá probar nuestro diseño y/o proyectos? Índice

5 Objetivos Objetivo General Diseñar, una Fuente de Alimentación regulable, que proporcione una tensión de salida de 0-24V y una corriente máxima de 1A. Objetivo Especifico 1.Elegir un Transformador con las características necesarias. 2.Diseñar e implementar un Circuito Rectificador de onda completa. 3.Diseñar un Circuito de Filtrado. 4.Diseñar un Circuito Regulador de voltaje, el cual proporcionara un voltaje ajustable. 5.Diseño e implementación en PCB. Índice

6 LÍMITES Y ALCANCES LÍMITES la fuente de alimentación no entregara más de 24V DC. Trabajará estrictamente con una tensión alterna suministrada por la toma de corriente. ALCANCES La fuente de alimentación entregará un voltaje ajustable por el usuario entre 0 y 24 V DC, y una Corriente máxima de 1A. La fuente de alimentación será de un tamaño portable Índice

7 SOLUCIÓN PROPUESTA DESCRIPCIÓN La solución al problema planteado es el diseño y la implementación de la Fuente de Alimentación variable, esta alimentará a circuitos que requieren voltajes estables. Índice

8 En el siguiente capítulo se explicara el funcionamiento de los componentes que serán utilizados para las distintas etapas en el diseño de la fuente de alimentación regulable, entre estos encontraremos la etapa de trasformación, rectificación, filtrado y regulación. Índice

9 Transformador TRANSFORMACIÓN Índice

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12 Requerimientos de un regulador  Mantener la tensión de salida constante independiente de las fluctuaciones del voltaje de la entrada  Mantener la tensión constante de salida, a las exigencias de corriente de carga.  El voltaje de salida no debe contener componentes alternos (ripple =0) (fuente ideal).

13 Para lograr que el voltaje de salida sea variable desde los 0v hasta el valor máximo en este caso de 24v es necesario agregar un potenciómetro en paralelo con el diodo zener. Seleccionaremos un potenciómetro de 1KΩ A 10kΩ se eligió un potenciómetro de 5kΩ.

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15 Una fuente de alimentación de DC es un circuito que proporciona a su salida una tensión constante en el tiempo. Para convertir la tensión alterna en una tensión continua y variable, se requieren de los siguientes etapas: 1. Trasformación 2. Rectificador (onda completa) 3. Filtrado 4. Regulación Índice

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17 Para la correcta elección del trasformador se realizara los siguientes cálculos, para el diseño de nuestra fuente de alimentación, con un voltaje de alimentación máximo de 24v y una corriente máxima de 1A. Índice

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20 Rectificación Es la siguiente etapa utilizaremos la configuración de puente de diodos y hallaremos los parámetros necesarios para nuestra fuente de alimentación.

21 Filtrado Para eliminar la señal AC, esta es sometida a un circuito de filtrado. El circuito de filtrado costa de un capacitor electrolítico el cual se encarga de hacer que la corriente, se mantenga en un nivel de continua lo más alto posible.

22 Regulación El objetivo de un regulador de voltaje es ofrecer una tensión a la salida regulada o mantenida a un valor establecido, incluso si el voltaje de entrada varía o si la carga conectada a la salida cambia. Para esta fuente de alimentación se escogió basar el diseño en un regulador de voltaje con transistores en configuración Darlington.

23 Cálculos del diodo zener:

24 Con los datos calculados se escogió el transistor Q1 2N3055 y el transistor BD 135. Características del transistor BD135

25 Simulación de la fuente de alimentación 0 – 24 V Y 1 A.

26 TABLA DE MEDICIONES Y COSTOS ParámetroCalculadoMedidoSimulado Vout min0v1.8v0v Vout max24v25.7v24v Iout max1ª700mA870mA Vout trasformador 24v29V24V Vout ID (DC)24.3V25.8 V21.2V Vout C (DC)36.92V39V40V IR7.68mA10.4mA7.95mA IZ1.98mA2.02mA2.89mA IX5.7mA5.2mA5.06mA IPOT=IB25.04mA5.01mA5.05mA

27 Al realizar el diseño se tomaron en cuenta varios parámetros para lograr nuestro objetivo del diseño e implementación de una fuente de alimentación variable estos son: Transformación: En la etapa de trasformación se realizó los cálculos necesarios para la correcta elección del trasformador. El voltaje de salida del transformador será considerado el voltaje de entrada del circuito que conformará la fuente de alimentación. Rectificación: Al realizar el diseño de la etapa de rectificación permitió la correcta elección de los componentes en este caso de los diodos, se utilizó la configuración del puente de diodos debido a las ventajas que otorga esta configuración como: 1.Es una configuración sencilla y de fácil implementación. 2.A la salida de esta configuración entrega un mayor voltaje con relación a la entrada. 3.Tiene un costo económico. Filtrado: En el diseño de esta etapa el parámetro que define la calidad de filtrado es el % de riso pico a pico, para el diseño se escogió un porcentaje del 10%, cuanto menor sea este parámetro se tendrá una mejor calidad en la salida de señal DC. Regulación: Al realizar el diseño de la etapa de regulación se observó que se puede realizar de varias formas, en el diseño se escogió la configuración de Darlington debido a la sencillez que este ofrece. Índice

28 Para la fuente de alimentación debe tomar en cuenta las siguientes recomendaciones: 1.Realizar primero la simulación y luego implementar el circuito. 2.Realizar las mediciones del circuito parte por parte y comparar con los cálculos de diseño. 3.Se recomienda no mantener funcionando la fuente por jornadas largas 4.Tener una conexión estable para la alimentación de la fuente Índice