Trabajo practico n°9: Fuentes reguladas integradas

Información teórica

Regulador de voltaje

Un regulador de voltaje es un equipo eléctrico que acepta una tensión eléctrica de voltaje variable a la entrada, dentro de un parámetro determinado y mantiene a la salida una tensión constante.

Son diversos tipos de reguladores de voltaje, los mas comunes son de dos tipos: para uso domestico o industrial. Los primeros son utilizados en su mayoria para protejer equipo de computo, video o electrodomesticos. Los segundos protegen instalaciones electricas completas, aparatos o equipo electrico sofisticado, fabricas, entre otros. El costo de un regulador de voltage estara determinado en la mayoria de los cosas por su calidad y vida util en constante funcionamiento.

Principios de funcionamiento

Los reguladores de voltaje se pueden clasificar de acuerdo a su principio de funcionamiento en:

. Los reguladores electromecánicos basan su principio de funcionamiento en un auto transformador de columna, sobre la cual se dispone un cursor accionado por un servomotor, que en su recorrido suma o resta espiras. Este movimiento de auto ajuste es controlado por un comando electrónico, que se activa cada vez que la tensión de salida se desvía de su valor de calibración, ajustándose automáticamente y con ello mantiene permanentemente la tensión de salida estable, la respuesta es lenta a las variaciones rápidas de tensión. Las ventajas que ofrece este principio son que cuenta con una alta precisión (1,5%) y eficiencia del 99%, teniendo capacidad de sobrecarga de hasta 500% sin generación de contenido armónico, sin embargo aunque no genera ruido armónico tampoco lo elimina. Su vida útil es mayor a 25 años en funcionamiento continuo a plena carga por su diseño y robustez.

. Los reguladores electrónicos basan su regulación en un control electrónico, pueden llevar microprocesador para regular o simplemente un circuito de control que detecta las variaciones del voltaje y hace la corrección a través de relevadores para regular la tensión. Su tiempo de respuesta y velocidad de regulación son rápidos además de ser económicos en comparación a los otros tipos. Sin embargo, los rangos de tensión de entrada son reducidos y la precisión de la tensión de salida es baja de +/- 3% a +/- 5%. Su diseño propicia que se desconecten para auto protegerse en condiciones extremas de alta y baja tensión, lo que genera costos de mantenimiento haciéndolos equipos de corta duración. En la mayoría de los casos solo ofrecen regulación en la fase y no en la línea de neutro, se autoprotegen utilizando varistores a la salida para provocar un corto circuito y activar su fusible.

. Los reguladores ferroresonantes. La ferroresonancia es la propiedad del diseño de un transformador en el cual el transformador contiene dos patrones magnéticos separados con acoplamiento limitado entre ellos. La salida contiene un circuito resonante paralelo que toma su potencia del primario para reemplazar la potencia entregada a la carga. Hay que notar que la resonancia en la ferroresonancia es similar a aquella en los circuitos lineales con condensadores o inductores  en serie o paralelo, en donde la impedancia tiene un pico a una frecuencia en particular. En un circuito no lineal, como el que se usa en los transformadores ferroresonantes, la resonancia se usa para reducir los cambios en el voltaje de alimentación para suministrar un voltaje más constante a la carga.

Objetivos:

Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo práctico.

Conocer los principios de regulación de tensión.

Conocer los distintos tipos de dispositivos y sus características.

Conocer los modos de conexionado. Medir los límites operativos.

Contenidos:

Principios de regulación. Características del dispositivo. Análisis de parámetros de funcionamiento

Actividades

1    1. Arma el siguiente circuito 

2..       Varia la tensión de entrada entre 4 y 190 volts y registra para cada valor la tensión de salida en un tabla. Dibuja V_o(V_i).

Responde el siguiente cuestionario:

a.       ¿A partir de qué valor de la tensión de entrada el circuito regula?

b.      ¿Qué es la tensión de drop-out?

c.       Esta tensión, ¿es la misma para todas las fuentes reguladas integradas?

d.      Investiga e informa por lo menos tres fuentes reguladas integradas que mejoren el valor de drop-out del 78L05. Para este punto deberás crear un cadro comparativo señalando: Tensión de drop-out, máxima tensión de entrada, costo aproximado y proveedor en el país.

3.       Aumenta gradualmente la carga, utilizando cuatro resistores de 150ohms. Mide la tensión de drop-out la tensión de salida y la corriente por la carga. Construye una tabla que contendrá los valores medidos. Calcula en cada caso las potencias disipadas por el integrado y por la carga, agregándolas a la tabla.

4.       Grafica tensión de salida en función de la carga

5.       En un mismo grafico representa la potencia disipada por el integrado y la disipada por la carga de función de la resistencia de la carga.

6.       Determina y justifica cual debería ser la tensión de la entrada al integrado.

     

       Desarrollo de la práctica

2.       En la siguiente tabla se muestran los valores de la tensión de entrada y de la salida para cada tensión de entrada.

vi	vo
4v	2,7v
5v	3,7v
6v	4,41v
7v	4,9v
8v	4,86v
9v	4,85v
10v	4,86v

Respuestas del cuestionario

a.       Empieza a regular a partir de los 6v

b.      Drop-out es la diferencia de Vi en Vo

c.       No, depende de la fuente

d.      En esta tabla se muestran más de tres fuentes reguladas que mejoran el valor del drop-out.

3.       En este cuadro se representan los valores medidos durante la practica.

Resistencia	150Ω	300Ω	450Ω	600Ω
Vi	6v	6v	6v	6v
Vo	4,41v	4,55v	4,68v	4,92v
Pot.dic.carga	240mw	120mw	60mw	30mw
Pot.Drop-out	15mw	15mw	15mw	15mw

4.       En este grafico se observa la tensión de salida en función de la resistencia de carga

5.       En este grafico se observa la potencia disipada en la carga y en el CI en función de la resistencia de carga.

6.       La tensión de entrada minima debe ser igual a Vo+drop-out

Conclusiones

En este trabajo se pudo observar el funcionamiento y la respuesta de los reguladores de tensión como el 78L05; También se aprendió sobre el drop-out y su funcionamiento, se pudo observar que este tipo de reguladores de tensión tiene un margen de trabajo diferente que depende de cada circuito integrado.

Trabajo practico n°8: sistemas secuenciales

intoduccion teórica

biestables

Es un oscilador capaz de permanecer en uno de dos estados posibles durante un tiempo indefinido. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:

.  Asíncronos: sólo tienen entradas de control.

.  Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas.

Contadores:

Es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas capaz de realizar el cálculo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia. Habitualmente, el cálculo se realiza en un código binario, que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural(contador de décadas).

Según la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de contadores síncronos (todos los biestables conmutan a la vez, con una señal de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los biestables conmutan uno tras otro).

Decodificador

Es un circuito combinacional convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2^N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada.

Actividades

1    1. Usando las hojas de datos de los circuitos integrados CD4510 y CD 4013, diseña un contador que cumpla con las siguientes prestaciones :

a.       La cuenta debe mostrarse en un display de 7 segmentos. Podras usar el modlo desarrollado en el tp1.

b.   El sistema debera tener un start-up-reset.

c. Mediante dos pulsadores (no llaves) deberas controlar la cuenta y su sentido en modo toggle.

2.Dibuja el esquemático del  diseño

        3.Previo al armado, verifica el funcionamiento en un simulador.
        4. Depura el diseño, dibujando nuevamente el esquemático sin errores.

        5.Presenta el  circuito armado y funcionando.

Desarrollo de la práctica

4.Dibujo del esquemático sin errores

 conclusiones

En este trabajo práctico aprendimos a desarrollar un contador ya sea ascendente o descendente, a través de hojas de datos y circuitos ya realizados, esto es muy útil debido a que muchas cosas del día a día los utilizan constantemente.