SUJETADOR Y DOBLADOR DE TENSIÓN

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Ciclo 2010-A
SUJETADOR Y DOBLADOR
DE TENSIÓN
1) OBJETIVOS.-
™ Analizar en forma cualitativa el duplicado de tensión en un circuito.
™ Conseguir la acción sujetadora de un diodo en un circuito.
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Tema: Sujetador y Doblador de Tensión
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2) FUNDAMENTO TEÓRICO.¾ DIODO SEMICONDUCTOR
Diodo de contacto rectificante, unión de 2 tipos de material de distinto dopaje (cantidad
considerable de portadores de cargas libres). Conductor a polarización directa, soporta
elevadas tensiones polarizados inversamente denominado tensión inversa de pico (VIP).
Empleado para convertir la señal alterna a continua a un circuito para tal fin, dotado de
filtros ya sea de condensador o bobinas de choque.
¾ CONDENSADOR
Dispositivo electrónico, cuyo principio de funcionamiento es el cargar hasta la saturación
y luego efectuar la descarga cuya ley de descarga obedece a una función exponencial en
función del tiempo y a su capacidad (a mayor capacidad, mayor tiempo de descarga).
Los conductores electrolíticos tienen polaridad determinada, el cual se debe de considerar
en el montaje del circuito (polarizado inversamente pierde el comportamiento de
condensador y se deteriora).
¾ DIODO SUJETADOR
Consiste en la conexión de un diodo en serie con un condensador electrolítico, a una
fuente de señal alterna a una determinada frecuencia.
El objetivo de un sujetador es sumar de un nivel de CD a una señal de AC.
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El efecto neto de la acción de sujeción es que el capacitador retiene una carga
aproximadamente igual al valor pico de la entrada menos la caída en el diodo. El voltaje
del diodo actua esencialmente como una batería en serie a la señal de entrada, el voltaje en
serie del capacitador se suma al de entrada, entonces a la señal de entrada se suma un
voltaje.
Negativo de C.D.
Una aplicación de este circuito esta dado en los receptores T.V.
A menudo, en receptores de TV se usa como restaurador de CD un circuito sujetador. La
señal de video compuesta se procesa normalmente por medio de amplificadores acoplados
capacitivamente, que elimina la componente de CD, perdiéndose así los niveles de
referencia blanco y negro y el nivel de borrado. Antes de aplicarse el cinescopio, estos
niveles de referencia deben restaurarse.
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¾ DUPLICADORES Ó DOBLADORES DE VOLTAJE DE ½ ONDA Y ONDA
COMPLETA:
Los dobladores de voltaje producen el doble de tensión en DC (corriente directa) de la que
podría producir un rectificador común. Se pueden implementar de dos diferentes
maneras: de media onda y de onda completa y en ambos casos la frecuencia de la tensión
de rizado es la misma que la de la tensión de entrada.
En el caso de la rectificación de onda completa en los rectificadores tradicionales, la
frecuencia de la tensión de rizado es el doble de la frecuencia de la tensión de entrada.
En el circuito doblador de tensión, la tensión que se aplica sobre los diodos, es el doble,
por lo que estos deberán soportar el doble de tensión.
Las características de tensión de los capacitores dependerán del circuito en particular.
La ventaja del doblador de tensión de media onda es que tiene una línea, que es común a
la entrada y salida (ver el diagrama). Esta línea se puede tomar como común o tierra y se
puede conectar al chasis o base metálica del equipo que se desea alimentar.
El terminal de tierra o común debe estar bien identificado para no hacer una conexión
invertida que puede tener consecuencias desagradables. Si se hiciera así, el chasis o base
metálica del equipo estaría conectado al "vivo".
¾ Doblador De Voltaje De ½ Onda.-
™ Funcionamiento del doblador de tensión de ½ onda.
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En el primer semiciclo negativo de la onda de entrada,
el diodo D1 conduce permitiendo el paso de la
corriente por el capacitor C1, cargándose a una tensión
igual al máximo valor de tensión de la tensión de
entrada.
Si la tensión de entrada es V, el valor pico de esta entrada es Vmax., entonces este
capacitor se carga a esta tensión. En este ciclo el diodo D2 no conduce.
En el siguiente semiciclo de la tensión de entrada
(semiciclo positivo), el diodo D1 está polarizado en
inverso y no conduce. El diodo D2 está polarizado en
directo y la corriente fluye pasando por el capacitor C1,
el diodo D2 y el capacitor C2.
En el inicio del semiciclo negativo, el capacitor C2 está descargado, pero C1 está cargado a
Vmax (valor pico de la tensión de entrada).
El capacitor C2 se cargará entonces al doble de la tensión
pico de la entrada, pues se suman ésta (la tensión pico de
entrada y la tensión acumulada que está en el capacitor
C1.
Y se carga C2 a 622 V. Y como se ve, si se conectan las
bornes a C2, esto es un doblador de tensión. Como la
corriente de descarga es pequeña, el C2 se descarga
despacio con una constante de tiempo de valor:
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Resumiendo tenemos:
9 Doblador De Voltaje De Onda Completa
Diagrama de un duplicador de tensión de onda completa:
El circuito funciona de la siguiente manera:
En el semiciclo positivo de la onda de entrada, se polariza en
directo el diodo D1 cargado el capacitor C1 a una tensión a Vmax.
(tensión de pico de la onda de entrada) y la polaridad de la carga
queda indicada con la polaridad que se ve en capacitor C1. En este
semiciclo D2 está polarizado en inverso y no conduce.
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En el semiciclo negativo, se polariza en directo el diodo 2 cargando
el capacitor C2 a una tensión a Vmax (tensión de pico de la onda
de entrada) y la polaridad de la carga queda indicada con la
polaridad que se ve en capacitor C2.
Al quedar los dos capacitores en serie, las tensiones almacenadas
en se suman, lográndose el duplicador de tensión.
Este doblador de tensión se puede utilizar como fuente bipolar (tiene tensión positiva y
tensión negativa), si se conecta tierra o el común en la unión entre los dos capacitores.
Si representamos VL en función del tiempo.
Primero uno luego el otro, se van turnando los 2 condensadores, como cada uno es
de 50 Hz los 2 a la vez son 100 Hz.
Este circuito tiene una ventaja respecto al anterior: El rizado es más pequeño. La
desventaja radica en que no sabemos dónde colocar la carga, en el caso anterior lo
teníamos fácil, pero ahora si ponemos debajo de RL no hay ninguna borne de la red
a carga.
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3) MATERIALES A UTILIZAR.-
9 2 diodos 1N4001.
9 2 condensadores (1µF y 2200µF).
9 1 generador de señales.
9 1 multimetro.
9 Cables.
9 1 osciloscopio.
4) PROCEDIMIENTO.-
™ CASO: DIODO SUJETADOR
9 Primero armaremos nuestro circuito siguiente:
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9 Luego con el multimetro tomaremos la tensión que tiene el diodo y el condensador
y lo verificaremos con el osciloscopio.
MULTIMETRO
V12 AC = 0.682 V.
DC = 0.285 V.
V23 AC = 0.02 V.
DC = 0.539 V.
OSCILOSCOPIO
VPP = 1 x 1vol/div. = 1v.
Vef. = 0.707v.
Vmed. = 0.318v.
VPP = 1 x 1vol/div. = 1v.
VPP = 0.02 x 2vol/div. = 0.04v.
Vef. = 0.028v.
Vmed. = 0.318v.
VPP = 0.02 x 2vol/div. = 0.04v.
™ CASO: DOBLADOR DE TENSIÓN
9 Primero armaremos nuestro circuito siguiente:
9 Luego con el multitester tomaremos la tensión que tiene el diodo y el condensador
y lo verificaremos con el osciloscopio.
MULTIMETRO
D1 AC = 0.91 V.
DC = 0.62 V.
D2 AC = 0.75 V.
DC = 0.24 V.
C1 AC = 0.01 V.
DC = 0.91 V.
C2 AC = 0.02 V.
DC = 1.82 V.
OSCILOSCOPIO
VPP = 1.5 x 1vol/div. = 1v.
Vef. = 1.06v.
Vmed. = 0.48v.
VPP = 1.5 x 1vol/div. = 1v.
VPP = 1 x 1vol/div. = 1v.
Vef. = 0.71v.
Vmed. = 0.32v.
VPP = 1 x 1vol/div. = 1v.
Vef. = 0.07v.
Vmed. = 1.2v.
Vef. = 0.10v.
Vmed. = 2.08v.
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5) CONCLUSIONES.-
9 Hay que tener bien en claro que en circuito de doblador de tensión saber cual
condensador es el que entregara tensión almacenada por medio de su primer
recorrido, la cual esto nos permitirá saber cual condensador tomar para tener en
esta una tensión doble a la tensión suministrada.
6) BIBLIOGRAFÍA.-
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema4/Paginas/Pagina17.htm
http://www.unicrom.com/Tut_duplicadores-tension1.asp
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