UNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD DE INGENIERIA

LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA

1. OBJETIVOS: Diseñar un convertidor de potencia DC/DC, tipo serie trabajando en región activa.Comprobar su rendimiento y Factor de regulación

Comprobar si el limitador de corriente si proteje y

2. PROBLEMA:Diseñar un convertidor DC/DC tipo serie que trabaje en región activa, como el que aparece en la figura 1, para alimentar una carga resistiva de 12Ω, con un voltaje variable entre 3V y 24V.Con el fin de proteger el convertidor este debe tener limitador para máxima corriente.Para el diseño tenga en cuenta una variación del Vdc de entrada de un ±10%, y un rendimiento del 65%.

3. MARCO TEORICO: Con el fin de proteger la carga de las variaciones de tensión se hace necesario implementar dentro de un diseño electrónico un regulador de voltaje, la razón para incluir este tipo de conversores dentro del diseño es la de proteger la carga ya que sabemos que en la mayoría de cargas la vida útil y su funcionamiento dependen de la estabilidad en la fuente de alimentación.

Q 8

Q 9

Q 1 0

R 1 2

R 1 3

R 1 4

R 1 5

D 4

V d cR L 3

Q 1 1

R 1 7

D 5

R 1 8

Q 1 2

Figura 110w 12ohm20w 12ohm

4. MATERIALES: Equipo:

Fuente de alimentación DCMultímetro

Software de simulación Orcad

Componentes:Resistencia de carga 12Ω, 24Ω, 36Ω,

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LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIATransistor de potenciaTransistores amplificadores de baja potenciaResistencias PotenciómetroDisipador de aluminio

5. PROCEDIMIENTO

Realice el montaje del conversor como aparece en la figura 1.Verifique que el voltaje de salida varía entre los límites requeridos sin carga, no aplique la carga al convertidor y tome los datos pedidos en la tabla 1.

Vi Vo sin carga

Vi máximo 20,19

Vi nominalVi mínimo 3,24

Tabla 1

Aplique a la fuente voltaje de entrada nominal, manténgalo fijo y tome los datos pedidos en la tabla 2, variando la RL.

Tabla 2

Aplique voltaje de entrada como se indica en la tabla 3, con una carga fija de 12Ω y tome los datos pedidos en la tabla 3.

RL con Vi fijo –Nominal

Vo

RL mínima (12Ω)RL media(24Ω)

RL (36Ω)

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Tabla 3

Determine la Regulación de Línea: Este parámetro se define como la máxima desviación de la tensión de salida respecto a su valor nominal para variaciones de la tensión de entrada entre sus valores extremos con carga máxima (valor mínimo de la resistencia, RLmin).

Ajuste la carga de salida a su valor máximo (RLmin).

La regulación se calculara mediante la siguiente formula:

Determine la Regulación de carga:Ajuste el Vi al valor nominal y determine la regulación de carga mediante la siguiente formula:

Determine el Rendimiento:Se define el rendimiento como el cociente entre la potencia de salida y la potencia de entrada, expresada en porcentaje.

IL

6. RESULTADOS: - Cálculos teóricos

Calculo de la potencia en Vo:Vo∗I L

IB1=I Lhf 1

=2 A60

=0.033∗10−3 A

Vi Vo con RL fijo de 12Ω

Vi máximo

Vi nominal

Vi mínimo

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IB2=IB1

hf 1=0.033∗10−3

60=0.55∗10−3 A

ICE=I B2∗10=(0.55∗10−3 A )∗10

ICE=5.5¿10−3 A

IB4=ICE10

=5.5¿10−3 A10

IB4=0.55¿10−3 A

Iℜ=IB+ IE=0.55¿10−3 A+5.5¿10−3 A

Iℜ=6.1¿10−3 A

Se halla la Re por medio de las siguientes ecuaciones:V ℜ=V Z−0.7V=2.4V−0.7V=1.7V

RE=V ℜ

Iℜ= 1.7V

6.1¿10−3 A=279Ω

Luego:Pi=V p∗I i

V i=Iℜ+ I L=5.5¿10−3 A+2 A=2.005 AEl valor de la fuente es igual a:

V i=PiI L

= 73.85W6.1¿10−3 A

=36.82V

V imin=33.14V

V imax=40.5V

Ahora se calcula la RB:

RB=V imin−(V Z+0.7V )

IB2

=33.14v−(2.4+0.7V )

0.55¿10−3 A

RB=15k ΩSe realizan los cálculos de las resistencias que efectúan la variación del voltaje:

IM=1mA

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RT=V 0

I M=24V−3V

1mA=21k Ω

Se tiene en cuenta de que:

V Omax=V R2

R2

∗RT

Se despeja y queda:

R2=V R2

V 0max

∗RT=2.7V∗21k Ω

24 V

R2=2.3 k Ω

V 0min=V R2+RpR2+RP

Se despeja y queda

R2+Rp=V R2+RpV 0min

∗RT=2.7V∗21k Ω

3V

R2+Rp=18.9k ΩRp=18.9k Ω−2.3k Ω=16.54k Ω

Para que queden valores comerciales se ajustan al 63% y quedan de la siguente manera:

Rp=10k Ω

R1=1.27 k Ω

R2=1.42k Ω

Caracterización del diodo:

V Z>V NOM

IRmax=V imax−(V 0min+1.4V )

RB=2.15mA

Determinando los valores para Q1:ICQ1=2 A

V CEQ 1=V imax−V 0=40.52V−3=37.53V

Para hallar la resistencia de protección

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R s=V BE . SATQ 4

I Lmax=0.7V

2 A=0.33Ω

7. conclusiones