El documento describe el desarrollo de dos fuentes conmutadas, una usando amplificadores operacionales y otra con el circuito integrado TL494. Se presenta el marco teórico de las fuentes conmutadas y los cálculos para el diseño de ambas fuentes. Las fuentes se simularon en Multisim y se probaron físicamente, midiendo el voltaje, corriente y forma de onda PWM tanto en condiciones normales como críticas.

1. REPORTE DE PRÁCTICA
Fuentes conmutadas
Instituto Tecnológico de Querétaro
Electrónica Analógica
Eduardo Pecina González
Álvarez Melgar José Francisco
Noguez Cruz Héctor
Iñiguez Lomelí Francisco Javier

2. CONTENIDO
Introduccion..........................................................................................................................................................................0
Marco teórico.......................................................................................................................................................................0
Desarrollo del proyecto.......................................................................................................................................................0
Pruebas y analisis de resultados........................................................................................................................................4
Simulacion en Multisim..................................................................................................................................................4
Mediciones fisicas............................................................................................................................................................5
Bibliografía..........................................................................................................................Error! Bookmark not defined.
Anexos .................................................................................................................................Error! Bookmark not defined.

3. INTRODUCCION
En las siguientes prácticas seelaborarán dos fuentes conmutadas, una usando amplificadores operacionales
para hacer el control y otra con el circuito integrado TL494.
MARCO TEÓRICO
FUENTES CONMUTADAS
Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico quetransforma energía eléctrica mediante transistores
en conmutación.Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizadosen su región activa de
amplificación,lasfuentes conmutadas utilizan losmismos conmutándolosactivamentea altas frecuencias (20-
100 kilociclostípicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados).
La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (los núcleos de
hierro no son adecuados para estas altas frecuencias porquetienen muchas pérdidas debido a corrientes de
Foucaulty sobre todo por las grandes pérdidas por histéresis;hay que recordar que una curva de sa turación
normal de acero cocido corresponde a un material con característica dura y alta densidad de flujo) para
obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (con diodos
rápidos) y filtrados (inductores y condensadores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua
(CC).
Las ventajas deeste método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor
calentamiento.Las desventajas comparándolascon fuentes lineales es que son más complejasy generan ruido
eléctrico de alta frecuencia quedebe ser cuidadosamenteminimizado para no causarinterferenciasa equipos
próximos a estas fuentes.
La topología básica deuna fuenteregulada conmutada está compuesta por una etapa de potencia,compuesta
por un convertidor AC/DC y un convertidor conmutado (convertidor DC/DC), así como una etapa de control
compuesta por una red de realimentación y su respectivo controlador.
La anterior descripción serepresenta en el siguiente esquema:
Figura1. Esquemabásico de unafuente conmutada

4. DESARROLLO DEL PROYECTO
FUENTE CON OPERACIONALES
Figura2. Fuente conmutadaconoperacionales
Calculo dela señal triangular con arreglo deOPAMPS
𝑓 =
1
4𝐶 ∗ 𝑅1
∗
𝑅2
𝑅3
, 𝑠𝑢𝑝𝑜𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝐶 = 100𝑛𝐹 , 𝑅1 = 2.2𝑘, 𝑅3 = 8.2 𝑘 → (10𝑘𝐻𝑧)(100𝑛𝐹)(4)(2.2𝑘)(8.2𝑘)
= 72.1𝑘
Sujetador
Para una f=10kHz
𝜏 ≥ 10𝑇 → 𝑅(1𝜇𝐹) ≥ 10(0.0001) → 𝑅 ≥ 1𝑘 𝑜ℎ𝑚,
𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑝𝑢𝑠𝑜 𝑑𝑒 4.7𝑘, 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑜𝑟 𝑓𝑢𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜.
Para sujetar una onda de alterna con voltaje positivo y negativo igual, se debe poner el valor del voltaje del
capacitor igual al voltajepico dela onda,en nuestro caso 1.2 V (amplitud,no pico a pico)
Vc=Vp, realizando la malla,para el ciclo negativo tenemos
1.2 − 1.2 − 0.7 + 𝑉𝑓 = 0 ∴ 𝑉𝑓 = 0.7 𝑉
Después se planteó un divisor devoltaje para 500 mV, para el comparador
𝑉0 =
𝑉𝑖𝑛 ∗ 𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
→ 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑛𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑅2 = 4.7𝑘, 𝑅1 =
(2.4𝑉 − 500𝑚𝑉)(4.7𝑘)
500𝑚𝑉
= 17.86𝑘
Calculo dela resistenciadebase
 Bsat=250
 VBEsat=1.5 V
 VCEsat= 0.7V
 Ib=1.5A/250=6mA

5. El voltajede alimentación es 10 V aprox. por ley de ohm R=10V/6mA=1.6k, por lo que se uso una R=2.2k
Inductor y capacitor desalida
𝐿 ≥
(1 − 𝑘) 𝑅
2𝑓
= 𝐿 ≥
0.5(3.3)
20𝑘𝐻𝑧
≥ 82.5𝜇𝐻
𝐶 ≥
1 − 𝑘
16𝐿𝑓2
→ 𝐶 ≥
0.5
(16)(82.5𝜇𝐻)(10𝑘2)
≥ 3.78𝜇𝐹
Filtro LC
√𝑅2 + (𝑛𝑤𝐿)2 =
10
𝑛𝑤𝐶
, 𝑠𝑢𝑝𝑜𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝐶 = 4700𝜇𝐹 → 𝐿 =
10
(4𝜋 ∗ 60)2 ∗ 4700𝜇𝐹
= 3.7𝑚𝐻
FUENTE CON TL494
Figura3. Fuente con TL494
 Vent= 15 V
 Vsal=5 V
 Isal=1.5A
 Vrizopp= 20mV
 Fosc= 11KHz
 Bsat=250
 VBEsat= 2.2 V
 VCEsat= 1.7 V
 T= 100 us

6. 𝑡 𝑐 − 𝑡 𝑜 = 90.9090 𝜇𝑠
𝑡 𝑐
𝑡 𝑜
=
5 + 0.8
12 − 1.7 − 5
= 1.094
𝑡 𝑐 = 1.094𝑡 𝑜
𝑇 − 𝑡 𝑜 = 𝑡 𝑐 → 90.9090 𝜇𝑠 − 𝑡 𝑜 = 1.094𝑡 𝑜 → 𝑡 𝑜 = 43.4140 𝜇𝑠
𝑡 𝑐 = 1.094(43.4140 𝜇𝑠) = 47.4950 𝜇𝑠
𝐿 =
5 + 0.8
2(1.5 𝐴)
(43.4140𝜇𝑠) = 83.9337 𝜇𝐻
𝐶 =
(3𝐴)(90.9090𝜇𝑠 )
4(20𝑚𝑉)
= 3409.08 𝜇𝐹
𝐼 𝑏 =
𝐼 𝑐
𝐵
→ 𝐼 𝑏 =
3𝐴
250
= 12𝑚𝐴
−𝑉𝑒𝑛𝑡 + 2.2 + 𝑅(12𝑚𝐴) + 1.7 = 0 → 𝑅 𝑏 =
12 − 2.2 − 1.7
12𝑚𝐴
= 675
𝑅6 =
2.2
12𝑚𝐴
= 183.333
Voltage de control=2.5 V
𝐼 𝑅7 = 𝐼 𝑅8 = 1𝑚𝐴 ∴ 𝑅8 =
2.5 𝑉
1 𝑚𝐴
= 2.5 𝐾 𝑜ℎ𝑚𝑠
Por divisor devoltajesabemos que R8= R7
Las resistencias R3 y R4 son iguales para queel divisor devoltajedela mitad del voltaje de referencia es decir
2.5 V por eso las ponemos de 10K cada una.
Ahora considerando una gananciade100 a 500
∆𝑉 =
𝑅𝑠
𝑅 𝑥
= 300 → 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑅 𝑥 = 1𝑘 ∴ 𝑅𝑠 = 300𝑘
𝑅𝑠𝑐 =
0.5 𝑉
3𝐴
= 0.16
Las resistencias R1 y R2 son otro divisor devoltajeque entran en un comparador donde entra el voltajedela
resistencia Rsc de0.5 v por lo tanto este divisor debedar 0.5 V y proponiendo una corriente de 1mA
0.5 𝑉
1𝑚𝐴
= 0.5 𝐾 = 𝑅2 → 𝑅1 =
4.5 𝑉
1𝑚𝐴
= 4.5 𝐾
Oscilador
1
𝑅 𝑇 𝐶 𝑇
= 11 𝐾𝐻𝑧, 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝐶 𝑇 = 22𝑛𝐹 → 𝑅 𝑇 = [11 𝐾𝐻𝑧 ∗ 22𝑛𝐹]−1
= 4.13𝑘 𝑜ℎ𝑚𝑠

7. 𝑅𝑠𝑜𝑓 =
𝑇( 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 20 𝑦 100)
𝐶 𝑠
, 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑛𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝐶𝑠 = 1𝑢𝐹 , 𝑅𝑠𝑜𝑓 =
90.9090 𝑢𝑠( 50)
1𝑢𝐹
= 4.54𝐾 𝑜ℎ𝑚𝑠
PRUEBAS Y ANALISIS DE RESULTADOS
SIMULACION EN MULTISIM
Figura4. Simulación de lafuente con operacionalesen condicionescríticas
Figura5. Simulación de lafuente con TL494 en condicionescríticas

8. MEDICIONES FISICAS
Figura6. Fuente con operacionales
OPERACIÓN EN CONDICI ONES NORMALES
Figura7. Voltaje obtenido

9. Figura8. Corriente

10. Figura9. Formadel PWM
OPERACIÓN EN CONDICI ONES CRÍTICAS
Figura10. Corriente

11. Figura11. Formadel PWM
Figura12. Fuente con TL494