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Universidad Tecnológica del Perú Facultad de Ingeniería

Tarea PC3 (grupo 11) Curso: Dispositivos y Circuitos Electrónicos Tema: Filtros y Reguladores Presentado por: Calle Alvares José Alixander Vásquez Chipana Benjamín Franklin Ciclo: 2021-1 “Año del Bicentenario del Perú: 200 años de independencia”

Filtros y Reguladores Calle Alvares José Alixander, Vásquez Chipana Benjamín Franklin Universidad Tecnológica del Perú Lima-Perú [email protected] [email protected]

Resu menEste informe tiene la finalidad de dar a conocer los principales conceptos de los circuitos con filtros pasivos (filtros inductores, filtros capacitivos, filtro tipo mixto y tipo pi), así como también información acerca del fusible electrónico. Realizaremos la resolución de ejercicios planteados, con el objetivo de reforzar los conceptos mencionados y finalizamos con las recomendacio nes y conclusiones. Resumo- este relatorio em como objetivo apresentar os principais conceitos de circuitos de filtrospassivos(filtros de inducao, filtros capacitivos, filtros do tipo misto e tipo pi), bem como informacoes sobre o fusivel electronico. Realizaremos a resolucao dos exercicios propostos, com o objetivo de reforcar os conceitos acima mencionados e concluiremos com as recomendacoes e conclusoes.

I. OBJETIVO Estudio de las características de funcionamiento de los circuitos con filtros pasivos y fusible electrónico. II.

INTRODU CCIÓN El aumento indiscriminado en la conexión de cargas no lineales en la red, trae consigo un sin numero de serios problemas relacionados con la distorsión de corriente, tensión y perdida de eficiencia por el bajo factor de potencia que operan estas cargas. Las cargas no lineales que consumen corrientes que no son senoidales, produciendo distorsión en la forma de onda de tensión en los puntos de conexión de los equipos. III. FUNDAMENTOS 1. Circuitos pasivos. Loa filtros pasivos, compuestos por elementos L y C en serie y sintonizado son usados ampliamente para la supresión de armónicas producidas por las cargas no lineales, debido a su bajo costo inicial y a su relativa eficiencia. Sin embargo, los filtros pasivos representan las siguientes desventajas:  La característica del filtrado esta afectado por la impedancia de la fuente, la que no se conoce





exactamente y varia con la configuración del sistema. La resonancia paralela entre la impedancia de la fuente AC y la impedancia presentada por un filtro pasivo causan la amplificación de corrientes armónicas a frecuencias especificas a lado de la fuente. Un filtro pasivo puede caer en resonancia serie con la fuente de alimentación, de tal forma que la distorsión de tensión produce una excesiva corriente armónicas que fluirán atreves del filtro pasivo.

Regulador básico con diodo Zener: Se ha estudiado el regulador básico con Diodo Zener, pero se han hecho observaciones sobre las limitaciones de corriente, potencia, voltajes de regulación a la salida y a la entrada, cuidados al desconectar la carga, etc. Para nuestro caso, el manejo se altas corrientes, debemos utilizar diodos Zener de altas potencias, o como alternativa, utilizar DRIVES de corriente, que desarrollando sistemas más elaborados, constituyen los llamados Reguladores Integrados Lineales.

B. Filtros capacitivos

C. Filtro tipo mixto (en L)

Tipos de filtros pasivos A. Filtros inductores (chokes) D. Filtro tipo Pi (el mejor)

III. RESOLUCION DE TAREAS 1. Fusible electrónico de alta velocidad (tarea1) Por qué es necesario un fusible electrónico de alta velocidad: La utilización de fusibles es muy importante para prevenir daños en un circuito electrónico. Pero en algunos casos, como en circuitos de estado sólido, los fusibles comunes trabajan muy lentamente. El fusible electrónico de alta velocidad que se presenta opera en una centésima de microsegundo (useg) aproximadamente, mucho más rápido que un fusible común y es suficientemente rápido cómo para proteger un transistor de potencia. El circuito que se presenta puede manejar corrientes que llegan hasta los 60 A.

Funcionamiento del fusible electrónico de alta velocidad Cuando en el circuito bajo protección aumenta su consumo de corriente dispara el tiristor SCR1 y hace que la base del transistor Q2 tenga un voltaje de 0V. De esta manera los transistores Q2 y Q1, conectados en configuración Darlington, entran en estado de corte. Con el transistor Q1 sin conducir, la carga no recibe corriente y el circuito bajo protección está seguro. Cuando se dispara el tiristor SCR1, la lámpara I1 se enciende y la resistencia del filamento se incrementa acerca de 100 ohmios, disminuyendo la corriente que pasa el tiristor. El bombillo sirve de indicador. En su estado de funcionamiento normal, el tiristor SCR1 no conduce, y la corriente de base del transistor Q2 llega a través del bombillo I1. Esta corriente es suficiente para hacer conducir los transistores Q2 y Q1, pasando corriente de forma normal a la carga. El potenciómetro R3 establece la corriente máxima permitida por el fusible. Cuando la corriente pasa a través de R2 o R1, dependiendo de

la opción escogida con el interruptor S1, y se excede el límite de corriente establecido, el transistor Q3 conduce. El voltaje positivo resultante a través de la resistencia R5 activa el tiristor, la resistencia R6 limita la corriente en la compuerta del tiristor a un valor seguro. El diodo D1 permite que el fusible electrónico opere con una carga inductiva, eliminando cualquier posibilidad de que los transistores Q1 y Q2 se dañen. Como el circuito a sido diseñado para soportar hasta 60 A las resistencias R1 y R2 deben de disipar 45 watts cada uno. Por lo tanto hay que proveerlas de un disipador de calor de gran tamaño. Lo mismo hay que hacer con los transistores y el tiristor. La calibración del potenciómetro R3 se realiza utilizando varias cargas resistivas que permiten el paso de corrientes de valores específicos. La resistencia R3 se ajusta de manera tal que la lámpara se encienda cuando una corriente específica sea alcanzada.

2 transistores 2N3055, 15 A o 2 transistores SDT96306, 70 A (Q1, Q2) 1 transistor TIP32 (Q3) 1 diodo 1N5551 o similar (D1) 1 bombillo incandescente de 100 watts 1 tiristor 2N685 o similar (SCR1) 2 resistencias de 0.05 ohmios, 50 watts (R1, R2) 1 potenciómetro de 20 ohmios, 5 watts (R3) 1 resistencia de 390 ohmios, 10 watts (R4) 1 resistencia de 180 ohmios, 1 watt (R5) 1 resistencia de 100 ohmios, 0.5 watts (R6) 1 condensador de disco de 0.01 uF (C1) 1 interruptor de 2 contactos (S1) disipadores de calor.

2.

Resolución de ejercicio (filtro inductivo mixto) tarea2.

Un dial tipo platina se coloca detrás de la perilla que maneja el potenciómetro R3 de manera que se puedan identificar los puntos de calibración. Calcule: Voltaje de

Una vez activado el tiristor, este se mantendrá conduciendo indefinidamente. Para desactivarlo hay que apagar el circuito.

Factor de rizado Datos: L=1.2 H C=1000 uf

La posición del interruptor S1 dependerá de la cantidad de corriente que se desea permitir pasar por el fusible electrónico. Lista de componentes Fusible electrónico de velocidad

del alta

salida

Vo DC



Solución: Trafo

220 Vs = 10 1 Vs=22 v− AC

r%



Pico secundario

voltaje

^ A=22 √ 2 ^ A=31.1 v Donde: Vo DC =

Datos:

Vi=12 vac 2A π

Vo DC =19.8 v 

Factor de rizado

√2 ∗Xc 3 r %= Xl Xc=

Calcule: Voltaje V a Calcular R

Solución:

Vi=12 vac A=Vp=Veficaz∗√ 2 A=Vp=12 v∗√ 2 A=Vp=16.97 v 

1 2Wc

V a =A−

1 Xc= −6 2(377)10 Xc=1.33 Ω

V r=

Vr 2

Idc 2 f∗c

Idc −6 2 ( 60 ) 3000∗10 V r =2.78 Idc

Xl=2 Wl Xl=2 ( 377 ) 2 Xl=904.8 Ω 

Como estamos frente a un filtro capacitivo:

V r=

Finalmente

Idc=Iz+ Ic 20 Ic= =2.47 amp 8.1 v 1 W 4 Iz= =0.030 amp 8.1 Idc=0.030+ 2.47 amp Idc=2.5 amp

√2 ∗Xc 3 r %= Xl √2 ∗1.33 3 r %= 904.8 r %=0.07 %

V a =A−

Vr 2

2.78 Idc 2 V a =16.97−1.39 Idc V a =16.97 v−1.39 ( 2.5 ) V a =13.50 v

3. Practica dirigida(tarea3)

V a =16.97−

Ejercicio N°1



Hallamos R

R=

Va−Vo Idc

R=

13.50 v −8.1 v 2.5 a

P ) Vo 10 V 0=21.21−4.165( ) Vo V 0=21.21−4.165(

R=2.16 Ω

Vo2 =21.21Vo−41.65 Vo2 =−21.21Vo+ 41.65

Ejercicio N°2

−b ± √b 2−4 ac 2a a=1 b=−21.21 c=41.61 Vo 1=19.02 v → Idc 1=

Calcule: Voltaje V 0 Factor de rizado

=0.53A

r%

Vo 2=2.19 v → Idc 2=

Datos:

Reemplazamos en 1

Solución: Voltaje V 0

A=Vp=Veficaz∗√ 2 A=Vp=15 vac∗√ 2 A=Vp=21.21 v Hallamos

V 0= A−

Vr 2

Idc V r= 2 f∗c Idc V r= −6 2 ( 60 ) 1000∗10 V r =8.33 Idc Idc Dato=10 w P=Vo∗Idc …(2) 8.33 Idc V 0=21.21− 2 V 0=21.21−4.165 Idc …(1)

10 w 2.19

=4.57A

C 1 y C 2=1000 μf Vi=15 vac L=2.1 H 

10 w 19.02

V 0=21.21−4.165(0.53) V 0=19 voltios 

Factor de rizado

(

r %=√ 2∗

Xc=

r%

Xc 2 ∗100 % ( Xl )( Rl )

)

1 2Wc

1 −6 2(377)1000∗10 Xc=1.33 Ω Xc=

Xl=2 Wl Xl=2 ( 377 ) 2.1 Xl=1583.4 Ω RL=

Vo 19.02 = =35.89Ω Idc Idc 0.53

( 1.33 )2 r %=√ 2∗ ∗100 % (1583.4 ) (35.84 )

(

)

r %=0.0044 %

Usando la formula regulador 317

V 1=1.25(1+

Ejercicio N°3

del

R2 ) 240

R 2=4176 R 2=4 K 12 =12 Ω 1 23 RL1= =23 Ω 1 RL1=

Calcule: Calcular R2 Calcular V X Calcular V Y Datos:

317 :Vio=13 v IC 7812=1 amp:Vio=6 v

VI. OBSERVACIONES. . VII. CONCLUSIONES.

VIII. BIBLIOGRAFIA

Solución:

V Y =6+ 12 V Y =18 v −Dc Fuente media onda

Voltaje pico pi voltaje pico=Vdc∗pi voltaje pico=18∗π voltaje pico=56.5 voltaje pico≠N 56.5≠N





Vdc=



Fuente onda completa

2∗Voltaje pico pi 2∗56.5 Vx= π Vx=36 v −Dc Vx=

Vo 1=36−13 Vo 1=23 v−Dc



https://unicrom.com/fus ible-electronico-de-altavelocidad-contransistores/ file:///C:/Users/Frank/D ownloads/S08.s01.Recti ficadores%20Media %20onda,Onda %20completa.pdf https://www.google.co m/search? q=traductor+de+google &rlz=1C1RLNS_esPE8 01PE801&oq=trad&aqs =chrome.0.69i59j69i57j 35i39j0i67i131i433j0i6 7l5j0i67i433.2937j0j7& sourceid=chrome&ie=U TF-8 https://drive.google.com /file/d/1OGnBxeRxCL C9ka3Vrz7_ZjA0Ws0H NweG/view