Práctica 1: Alimentación de amplificadores operacionales.Campus Irapuato-SalamancaUniversidad de Guanajuato

(26/01/2011)Circuitos Integrados Lineales I

Equipo N. 7Carlos Andrés Pérez Ramírez

Eugenio Ramírez Durán (yuscabostalia@hotmail.com)

OBJETIVOS1. Construir y hacer mediciones en

una fuente de alimentación variable positiva.2. Construir y hacer mediciones en

una fuente de alimentación variable negativa.

3. Construir y hacer mediciones en una fuente de alimentación dual para la alimentación de amplificadores operacionales por medio de dos reguladores de voltaje.

INTRODUCCIÓNUna fuente de alimentación variable

y dual es imprescindible en la alimentación de amplificadores operacionales, por lo que construir una será el primer objetivo práctico del curso. En el desarrollo de esta fuente de alimentación las definiciones de la regulación de voltaje y de factor de rizo juegan un papel importante en la selección de los componentes. Las hojas de datos de los reguladores de voltaje variables positivo y negativo son encontradas muy fácilmente en la siguiente dirección electrónica http://www.national.com/pf/LM/LM37.hmtl y el funcionamiento de los circuitos construidos también pueden ser encontrados aquí.

MATERIAL2 R 100 Ω, ½ W2 R 270 Ω, ½ W2 R 1 KΩ, ½ W2 Pot. de 5KΩ o 4.7KΩ2 Capacitores de 1000 µF/63V

2 Capacitores de 0.22 µF/250V2 Capacitores de 10 µF/250V8 Diodos 1N4003 o equivalente1 Transformador (24 Vca/2 A, CT)1 IC LM3171 IC LM337

EQUIPO 2 Multímetros con puntas 1 Plantilla de experimentos1 Fuente de alimentación con puntas 4 Caimanes

DESARROLLO1.1.1. De las hojas de datos que proporciona el fabricante, proporcione la siguiente información para los circuitos integrados Reguladores de Voltaje LM317 y LM337

a) Son fijos o variables Ambos son ajustables.

b) ¿Cuál es su rango de voltaje de entrada? 3.7 V – 40 V (ambos)

c) ¿Cuál es su rango de voltaje de salida?1.2 V- 37 V (LM317), -1.2 V - -37 V (LM337)

d) ¿Cuál es su impedancia de salida? (Cuando Vin= 15 V, VOUT =10 V y f= 1 MHz, LM317 y cADJ=0), 31 mΩ(Cuando Vin= 15 V, VOUT =10 V y f= 1 MHz, LM317 y cADJ= 10 µF), 5 Ω(Cuando Vin= -15 V, VOUT =-10 V y f= 1 MHz, LM337 y cADJ= 10 µF y 0), 31 mΩe) ¿Qué capacidad de corriente tienen en su salida? 1.5 A (LM317), -1.5 A (LM337)

f) Proporcione un diagrama que explique cómo se puede incrementar la capacidad de corriente de salida del LM317 como para el LM337.

1.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN POSITIVA Y VARIABLE

1.1.2 Construya el siguiente circuito en la mitad de su plantilla de experimentos:

1.1.3. Ajuste VR1 a un valor de cero ohms. Coloque un multímetro (escala de 20 V) en la salida.

Si su circuito esta correctamente construido, al conectar el transformador a 127 Vca, en Vo debe leerse un voltaje de 1.25 Vcd de acuerdo con la expresión

V o=V REF(1+ R2R1 )+R2 I ADJDonde V REF=V R1

Si la lectura no es la que se indica, desconecte el transformador de 127 Vca y revise cuidadosamente su circuito.

1.1.4. Varíe VR1 de un extremo a otro y reporta el rango del voltaje de salida.

V mín=1.261V V máx=15.86V

1.2. FUENTE DE ALIMENTACIÓN NEGATIVA Y VARIABLE 1.2.1. Construya el siguiente circuito en la otra mitad de su plantilla de experimentos: Observe la polaridad correcta de los componentes y la ubicación adecuada de las terminales del regulador LM337 y de los diodos.

1.2.2. Ajuste VR1 a un valor de cero ohms. Coloque un multimetro (escala de 20 V) en la salida.

Si su circuito esta correctamente construido, al conectar el transformador a 127 Vca en Vo debe leerse un voltaje de -1.25 Vcd de acuerdo con la expresión Si la lectura no es la que se indica, desconecte el transformador de 127 Vca y revise cuidadosamente su circuito.

1.2.3. Varíe VR2 de un extremo a otro y reporta el rango del voltaje de salida.

V mín=−1.251V V máx=−15.96V

1.2 FUENTE DE ALIMENTACIÓN

POSITIVA, NEGATIVA Y VARIABLE 1.3.1 Como se pudo dar cuenta, ha construido dos fuentes de alimentación, una positiva y otra negativa. Ahora haciendo las modificaciones correspondientes primero conecte las fuentes no reguladas como se muestra en la figura 1.3

Figura 1.3

Observación.- Antes de conectar el transformador consulte con su instructor para que revise que sus los capacitores electrolíticos estén conectados correctamente porque los mismos pueden “explotar” o sobrecalentarse al no aplicarse la polaridad correcta.

1.3.2. Conectando y desconectando rápidamente el transformador mida los voltajes a través de C1 y C4. El voltaje que debe de registrar es de alrededor de 12√2V cd positivo y negativo respectivamente con respecto a la tierra. Revise si es el caso.

1.3.3 Ahora, interconecte las fuentes reguladas positiva y negativa para obtener una fuente dual como se muestra en la figura 1.4

Figura 1.4

Circuito implementado en la plantilla.

Mida ahora Vo(+) y Vo(-) y reporte el rango en el cual varían, utilizado dos multímetros a

la vez.

V mín¿V mín¿

Desconecte su transformador y reporte si la variación disminuye simétricamente.Si, disminuye simétricamente

1.4.1 Construya el circuito de la figura 1.4 (para la siguiente clase de Laboratorio y con material propio) en una plaquita para circuitos impresos y colóquele alambres de conexión o caimanes si lo prefiere para alimentar sus amplificadores operacionales de las siguientes prácticas que realizará en este curso.

1.4.2 De acuerdo a la teoría básica de las fuentes no reguladas, calcule y reporte la capacidad de corriente que tiene esta fuente de alimentación dual si se toma en cuenta que el voltaje mínimo a plena carga a la entrada del regulador debe ser 3 Vcd por arriba del voltaje en la salida regulada.

V dc=V m−4.17 IdcC

C (V m−V dc )4.17

=I dc

1000 (17.19−14 )4.17

=I dc

I dc=764.99mA

1.5 ¿Qué modificaciones tiene que realizar para aumentar la capacidad de corriente de su fuente dual?Para el regulador positivo:

Conectar una resistencia a la entrada del regulador.

Conectar un transistor de base común de tipo pnp de potencia a la entrada del regulador. Conectado con el colector, se debe colocar un resistor.

Conectar un transistor npn de base común de potencia, donde la base de éste debe conectarse al colector del primer transistor (pnp) conectado.

Para el regulador negativo: Conectar una resistencia a la entrada

del regulador.

Conectar un transistor de base común de tipo npn de potencia a la entrada del regulador. Conectado con el colector, se debe colocar un resistor.

Conectar un transistor pnp de base común de potencia, donde la base de éste debe conectarse al colector del primer transistor (npn) conectado.

1.6 Proporcione sus conclusiones personales e individuales.

Carlos Andrés Pérez Ramírez. En general esta práctica me pareció sencilla de realizar dado que como proyecto final de Circuitos Electrónicos I me tocó realizar una fuente similar, salvo que no contenía los diodos de protección, por lo que ya tenía un conocimiento previo del manejo de los reguladores. No tuvimos mayores problemas para el armado de los circuitos, sólo se tuvo cuidado al momento de verificar la polaridad de los capacitores, por lo que se obtuvieron los resultados esperados. En el caso del cálculo de la corriente, usamos una fórmula que viene en el Boylestad. Usamos la formula reducida que aplica si la frecuencia de alimentación es de 60 Hz, cosa que en nuestro país es cierta. Como se ve en el resultado, nuestra fuente es de poca corriente, de ahí que debemos tener cuidado de no exigirle mucha corriente o el rizo se empieza a hacer significativo. Nunca se me había ocurrido que para poder manejar más corriente a la salida de la fuente, se pudiera conectar un transistor, dado que aprovechamos las propiedades amplificadoras. Usamos transistores de potencia dado que deben disipar gran cantidad de calor.

Bibliografíahttp://electronics-diy.com/electronic_schematic.php?id=485www.national.com/ds/LM/LM137.pdfwww.national.com/ds/LM/LM117.pdfhttp://html.rincondelvago.com/reguladores-de-tension_1.html

Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, Robert L. Boylestad, 8ª ed, pág 864