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FUENTES DE ALIMENTACIÓN ESTABILIZADAS EN PARALELO

El regulador en paralelo con la carga ha de ser un componente que su tensión sea constante para que lo sea la tensión de salida, permitiendo variaciones de intensidad de corriente.
Esquema fuente de alimentación estabilizada en paralelo con diodo zener
Esquema fuente de alimentación estabilizada en paralelo con diodo zener


El elemento electrónico que cumple dicha condición es el diodo zener ; esto se puede deducir analizando sus características.
Características de los diodos zener
Características de los diodos zener


Se puede comprobar que si se hace trabajar al diodo zener polarizado inversamente es capaz de mantener una tensión constante entre sus extremos ( llamada tensión de zener ), para variaciones de intensidad comprendidas entre IZmin e IZmax.

El símbolo del zener puede ser de la forma representada a continuación.

Símbolo del diodo zener


El circuito clásico de una fuente de alimentación estabilizada en paralelo con diodo zener es el de la siguiente imagen.

Circuito clásico de una fuente de alimentación estabilizada en paralelo con un diodo zener


Se trata de estudiar cómo se comporta el circuito para las dos causas que pueden producir variación de la Vc:

1.       Si la carga es constante, Ic ha de ser constante para que Vc lo sea. Ya que

Is = Iz + Ic , Iz ha de variar de forma que lo haga Is , así como VRs , quedándose en Rs la variación de tensión dada.

Se deja como ejercicio del lector el razonamiento de cómo ha de ser la variación de Iz cuando Ve disminuya o aumente.

 

2.       Si varía la carga: con una Ve constante, ha de mantenerse constante VRs para que Vc no varíe. Para ello, Is ha de ser constante, ya que Is = Iz + Ic , y al variar Ic con la carga, Iz ha de variar de nuevo, de forma que compense el posible incremento de Ic .

Se deja como ejercicio para el lector el razonamiento de cómo ha de variar Iz en el caso de que Rc aumente o disminuya.

Asimismo, razonar el comportamiento del circuito en el caso de que se dieran las dos variaciones de Ve y Rc simultáneamente.


De la fuente estabilizada en paralelo con la utilización de un diodo zener quedarían dos cuestiones por estudiar:

1.       Comprobar y demostrar que realmente la fuente se comporta como se llegó a razonar anteriormente.

2.       Diseñar la fuente estabilizada. Su cálculo se limita a elegir adecuadamente el diodo zener y la Rs .

La demostración del primer punto se puede realizar, de forma muy sencilla, mediante un estudio gráfico de las curvas características del diodo zener y la recta de carga del circuito.

 

El siguiente paso consiste en aplicar el Teorema de Thevenin en el circuito para conseguir un circuito equivalente más sencillo que el de la fuente original.

Para ello, se enuncia el Teorema de Thevenin, que dice lo siguiente: Un circuito lineal y activo con terminales de salida A y B correspondiente con Vc , puede sustituirse por una fuente de tensión E en serie con una impedancia Z.

La tensión equivalente de Thevenin es la tensión medida entre A y B a circuito abierto.

La impedancia equivalente, Z , es la medida entre los terminales A y B de nuestra fuente estabilizada en paralelo, con todas las fuentes de corriente internas a cero.

En nuestro caso, si se aplica el Teorema de Thevenin entre dos puntos A y B, nos queda conectando el diodo zener entre estos dos puntos, que la intensidad que circula en este caso sería Iz , ya que es un circuito serie en el que está el diodo zener.

Como ejercicio final de nuestra exposición, podemos razonar y comprobar qué sucede en los casos en que Rc y Ve aumentan o disminuyan.

Con esto damos por finalizado el tema de las fuentes de alimentación estabilizadas en paralelo utilizando un diodo zener como estabilizador de tensión.



Escrito por Archie Tecnology
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