Este informe presenta los resultados de una práctica de electrónica analógica sobre circuitos recortadores y sujetadores utilizando diodos. Se analizaron dos circuitos (A y B) teóricamente obteniendo sus formas de onda de voltaje y corriente. Luego se simularon en Multisim y realizaron mediciones físicas, obteniendo valores máximos de voltaje y corriente consistentes con el análisis teórico. El informe concluye con referencias bibliográficas y anexos con los diagramas de
Apuntes de la asignatura Electrónica de Potencia, Tomo II, de la Escuela Politécnica Superior, Ingeniería Técnica Industrial de la Universidad de Jaén (España). En la actualidad se utilizan como ayuda para la asignatura Electrónica de Potencia del Grado de Ingeniería Electrónica Industrial. Realizados con la participación de distintos alumnos de la Escuela de este universidad y en esta versión, con la participación activa y directa de Marta Olid Moreno en 2005. Gracias por tu excelente trabajo y buen hacer, cuando no existía en castellano ninguna referencia del tema sirvió y sirve de material de apoyo para el estudio de esta disciplina. Profesor Juan D. Aguilar Peña. Departamento de Ingeniería Electrónica y Automática de la Universidad de Jaén.
Las fuentes de alimentación conmutadas (switching)Jomicast
Los circuitos de una fuente de alimentación conmutada es esencialmente un convertidor DC-DC, con un voltaje de salida cuya magnitud puede se controlada. Estas fuentes poseen un alto rendimiento, menor tamaño, y peso. Producen mucho menos perdidas que las fuentes convencionales lineales.
Se enfatiza en reconocer las variables de tensión de salida cuando esta se somete a una configuración de multiplicación de voltaje, y ejercicios basados en recortadores
Apuntes de la asignatura Electrónica de Potencia, Tomo II, de la Escuela Politécnica Superior, Ingeniería Técnica Industrial de la Universidad de Jaén (España). En la actualidad se utilizan como ayuda para la asignatura Electrónica de Potencia del Grado de Ingeniería Electrónica Industrial. Realizados con la participación de distintos alumnos de la Escuela de este universidad y en esta versión, con la participación activa y directa de Marta Olid Moreno en 2005. Gracias por tu excelente trabajo y buen hacer, cuando no existía en castellano ninguna referencia del tema sirvió y sirve de material de apoyo para el estudio de esta disciplina. Profesor Juan D. Aguilar Peña. Departamento de Ingeniería Electrónica y Automática de la Universidad de Jaén.
Las fuentes de alimentación conmutadas (switching)Jomicast
Los circuitos de una fuente de alimentación conmutada es esencialmente un convertidor DC-DC, con un voltaje de salida cuya magnitud puede se controlada. Estas fuentes poseen un alto rendimiento, menor tamaño, y peso. Producen mucho menos perdidas que las fuentes convencionales lineales.
Se enfatiza en reconocer las variables de tensión de salida cuando esta se somete a una configuración de multiplicación de voltaje, y ejercicios basados en recortadores
En muchas aplicaciones, la carga alimentada requiere una tensión continua. La conversión AC/DC es realizada por convertidores estáticos de energía, comúnmente denominados rectificadores. Por tanto, un rectificador es un sistema electrónico cuya función es convertir una corriente alterna en una corriente continua. Dentro de estos, podemos diferenciar los rectificadores en función del tipo de conexión de los elementos (media onda y de onda completa).
Convocatoria de becas de Caja Ingenieros 2024 para cursar el Máster oficial de Ingeniería de Telecomunicacion o el Máster oficial de Ingeniería Informática de la UOC
1. REPORTE DE PRÁCTICA
Práctica 1
Instituto Tecnológico de Querétaro
Electrónica Analógica
Álvarez Melgar José Francisco
Noguez Cruz Héctor
Iñiguez Lomelí Francisco Javier:
Pecina González Eduardo
2. CONTENIDO
Introduccion ....................................................................................................................................................... 2
Marco teórico..................................................................................................................................................... 2
Circuitos Recortadores ................................................................................................................................... 2
Circuitos sujetadores...................................................................................................................................... 3
Desarrollo del proyecto...................................................................................................................................... 5
Pruebas y analisis de resultados......................................................................................................................... 9
Simulacion en Multisim .................................................................................................................................. 9
Circuito A .................................................................................................................................................... 9
Circuito B .................................................................................................................................................. 10
Mediciones fisicas......................................................................................................................................... 11
Bibliografía........................................................................................................................................................ 13
Anexos.............................................................................................................................................................. 14
Circuitos.................................................................................................................................................... 14
3. INTRODUCCION
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite
la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.
Este término generalmente se usa para referirse al diodo
semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de
cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de
vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta
potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como
ánodo, y un cátodo.
De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta
diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un
circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele
denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal,
como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento
está basado en los experimentos de Lee De Forest.
MARCO TEÓRICO
CIRCUITOS RECORTADORES
Los circuitos recortadores o limitadores de voltaje tienen, como su nombre lo indica, la función de impedir
que un voltaje no sobrepase de cierto valor preestablecido, o en su defecto, que a partir de cierto voltaje se
permita alimentar a alguna carga, siendo este tipo de recortador complementario al otro como se muestra en
la Figura. Los recortadores pueden ser tipo paralelo y tipo serie.
Recortadores de voltaje tipo paralelo
En general, los circuitos recortadores utilizan una fuente de voltaje de corriente directa, un diodo y un resistor;
los de tipo paralelo, no modifican el eje de simetría de la señal, porque la red de recorte se conecta en paralelo
con la carga, mientras que los de tipo serie, agregan o restan el voltaje de la fuente de DC a la señal recortada,
ya la red de recorte se conecta en serie con la carga. Para que un circuito recortador paralelo lleve a cabo su
4. función, es necesario utilizar una fuente de directa cuya magnitud sea menor que el voltaje máximo de la
señal que se desea recortar, en este caso se utilizará, una señal senoidal.
La Figura ilustra un recortador de voltajes de cresta tipo paralelo, el cual tiene dos etapas de funcionamiento
que dependen de la polarización del diodo.
1. Si el voltaje de entrada es mayor que VX, el diodo se polariza en directo haciendo que el voltaje de
salida sea Vx mas el voltaje de conducción del diodo, el cual idealizado se considera de cero volts. El
resistor Rs limita el valor de la corriente para que el voltaje de entrada no produzca una alta corriente
en VX que pudiese dañarla, por tal motivo se recomienda que el valor de RS sea mucho mayor que la
resistencia interna de la fuente que se desea recortar (RS>>Rint). El circuito equivalente de esta etapa
se presenta en la Figura 5.2b
2. Cuando el voltaje de entrada es menor que VX, el diodo se polariza en inverso aislando la fuente de
directa del circuito constituido por el voltaje de entrada y los resistores Rs y RL los cuales forman un
divisor de tensión en la carga por lo que se requiere que RL sea mucho mayor a RS para que el voltaje
de salida tienda a ser el voltaje de entrada.
CIRCUITOS SUJETADORES
En el campo de la electrónica es común que se requiera que a las señales se les modifique su nivel de directa
positiva o negativamente para poderlas procesar como se muestra en la Figura 5.11. Para solventar ésta
necesidad, la solución no es tan simple como conectar en serie una fuente de directa con la fuente de señal,
puesto que existirán instantes en que ambas fuentes se encuentren con polaridad opuesta forzando la fuente
de mayor magnitud a que circule corriente por la otra en sentido opuesto utilizándola como carga con las
consecuencias de sobrecalentamiento o daño esperados. En la práctica se recurre a circuitos sujetadores de
voltaje en los que se utiliza un capacitor, un diodo y una fuente de directa para realizar el desplazamiento del
nivel. El capacitor tiene como función permitir que la señal que depende del tiempo circule hacia la carga y al
mismo tiempo, bloquea la directa para impedir que ésta llegue a la fuente de señal, el diodo y la fuente de
directa tienen como función desplazar el nivel de directa hasta el valor deseado. Eventualmente existen otras
alternativas de solución como el amplificador cascode o el uso de amplificadores operacionales que no se
analizarán de momento.
5.
6. DESARROLLO DEL PROYECTO
Obtener las formas de onda de voltaje y corriente de los circuitos:
Se inicia el análisis de fuentes
0 - T/2 T/2 – T
CA Polarización directa CA Polarización directa
CD Polarización indirecta CD Polarización indirecta
Análisis semi-ciclo positivo y negativo
−𝑣𝑖 + 10𝑘(𝑖) + 0.7 + 5.3 = 0
Despejando la corriente
𝑖 =
𝑣𝑖 − 6
10𝑘
Tomando esto en cuenta tenemos que las curvas de V0, Vi e i son:
Señal de entrada al circuito
7. Dando los valores siguientes, para el semi-ciclo positivo:
𝑖(𝑚𝑎𝑥) =
(10 − 6)
(10𝑥103)
= 0.4𝑚𝐴
𝑣0(𝑚𝑎𝑥) = 0.7 + 5.3 = 6𝑣
Y para el semi-ciclo negativo:
−𝑣𝑖 + 10𝑘(𝑖) − 0.7 − 7.3 = 0
Despejando la corriente
𝑖 =
𝑣𝑖 + 8
10𝑘
Dando las curvas de valor antes mostradas y los siguientes valores:
𝑖(𝑚𝑎𝑥) =
(−10 + 6)
(10𝑥103)
= −0.2𝑚𝐴
𝑣0(𝑚𝑎𝑥) = −0.7 − 7.3 = 8𝑣
8. Ejercicio b):
Se inicia el análisis de fuentes
0 - T/2 T/2 – T
CA Polarización directa CA Polarización indirecta
CD Polarización directa CD Polarización directa
Análisis semi-ciclo positivo
−𝑣𝑖 − 5 + 0.7 + 3𝑘(𝑖) = 0
Despejando la corriente
𝑖 =
𝑣𝑖 + 4.3
3𝑘
Las formas de onda son las siguientes:
9. Dando las curvas de valor antes mostradas y los siguientes valores:
𝑖(𝑚𝑎𝑥) =
(10 + 4.3)
(3𝑥103)
= 4.76𝑚𝐴
El voltaje es en la resistencia
𝑣0(𝑚𝑎𝑥) =
14.3
(3𝑥103)
((2𝑥103)) = 9.53𝑣
10. PRUEBAS Y ANALISIS DE RESULTADOS
SIMULACION EN MULTISIM
CIRCUITO A
Configuración del generador de funciones
Lecturas del osciloscopio, la onda de voltaje es la de mayor amplitud, la onda de corriente es la de menor
amplitud, la escala de esta onda es de 1 V/mA.
11. CIRCUITO B
Configuración del generador de señales
Lecturas del osciloscopio, la onda de voltaje es la de mayor amplitud, la onda de corriente es la de menor
amplitud, la escala de esta onda es de 1 V/mA.
14. Circuito B
BIBLIOGRAFÍA
Microelectronics; Circuit Analysis and Design
Donal A. Neamen, McGraw Hill, 3rd Edition, 2007
Electronic Devices
Thomas L. Floyd, Prentice Hall, 6th Edition, 2002
Electronic Circuits; Analysis, Simulation, and Design
Norbert R. Malik, Prentice Hall, 1995
Electronic Devices and Circuits
Robert T. Paynter, Prentice Hall, 7th Edition, 2006