TO-220AB

Fuentes de Alimentación

Introducción.

El motivo de estas lecciones no pretenden sentar las bases de los conocimientos sobre electrónica analógica o digital, sin embargo antes debemos revisar los conocimientos de la electrónica analógica, si el lector considera que sus conocimientos son suficientes, espero sepa disculpar este preámbulo. No obstante, si pueden aclarar algunos conceptos puntuales, que por cualquier motivo no se hayan retenido en su momento, si todo este trabajo lograra hacer entender un sólo concepto en alguno de los visitantes, ya me daría por satisfecho. De todos modos, GRACIAS, por anticipado.

He de aclarar que, una fuente de alimentación estabilizada, puede construirse de dos modos genéricos, paralelo o serie. En este tutorial nos ocuparemos de fuentes de alimentación serie. Para empezar se revisarán los puntos más importantes a tener en cuenta para construir una fuente de alimentación estabilizada, con unas características adecuadas para alimentar un circuito electrónico con especificaciones digitales.

El diseño de fuentes de alimentación estabilizadas mediante reguladores integrados monolíticos (reguladores fijos), resulta sumamente fácil. Concretamente para 1A (amperio) de salida, en el comercio con encapsulado TO-220, se dispone de los más populares en las siguientes tensiones estándar de salida:

TABLA1

Tipo 1A positivo Tensión/Salida
UA7805 5
UA7806 6
UA7808 8
UA7809 9
UA7812 12
UA7915 15
UA7818 18
UA7824 24
UA7830 30
UA79XX Versión negativo =

Todos estos reguladores tienen en común que son fijos y que proporcionan adecuadamente refrigerados una corriente máxima, de 1A. Veremos un ejemplo en el esquema básico de una fuente de alimentación de 5 V y 500 mA en la Fig. 301

fig,301

Además de estos, en el mercado se pueden encontrar los reguladores ajustables de tres patillas o más, con diferentes encapsulados en TO-220AB, TO-3 y SIL, según la potencia y fabricante. Los más populares son los 78MG, LM200, LM317, LM337 y LM338, etc.

Los fabricantes de los reguladores recomiendan que la tensión entregada por el secundario del transformador debe ser como mínimo 3V superior a la tensión nominal del regulador (para un 7812, la tensión del secundario mínima será de 15V o mayor), esto también tiene que ver con la intensidad de consumo que se le exija a la salida de la fuente.

El Transformador.

El transformador para una alimentación estabilizada debe ser, un transformador separador, esto quiere decir, que ha de disponer por seguridad, de dos devanados separados galvánicamente (eléctricamente), no es conveniente utilizar los llamados auto-transformadores los cuales como se sabe están construidos por una única bobina o devanado, el cual está provisto de diferentes tomas para obtener varias tensiones de salida, la verdad es que este tipo de ‘transfo’ actualmente no se ve muy a menudo.

Dependiendo de la aplicación a la que se destine la fuente de energía, deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del transformador. La tensión en vacío del secundario debe multiplicarse por la raíz cuadrada de dos ( 1’42). En cuanto a la intensidad haremos hincapié en la corriente que se le exigirá a la salida, es decir, si necesitamos 3A de consumo y el factor de tiempo, esto quiere decir, si el consumo va a ser continuado o tan solo es un consumo máximo esporádico, como punto medio, es buena idea aplicar el mismo criterio del factor raíz cuadrada de dos, lo que indica una intensidad sobre 4A.

Hay dos tipos de transformador, los de armadura F o E-I y los O toroidales, estos últimos tienen un mejor rendimiento, no obstante esto no es determinante, por otra parte, es importante que los devanados estén separados físicamente y deben ser de hilo de cobre, no de aluminio, lo que reduciría el rendimiento.

El Rectificador.

Para rectificar una tensión debemos tener muy claro el tipo de fuente que vamos a necesitar, en contadas ocasiones optaremos por una rectificación de media onda, un caso particular es el de un cargador de baterías sencillo y económico, en todos los demás casos, es muy conveniente disponer de un rectificador de onda completa, para minimizar el rizado. Los diodos encargados de esta función han de poder disipar la potencia máxima exigible además de un margen de seguridad. También están los puentes rectificadores que suelen tener parte de la cápsula en metálico para su adecuada refrigeración.

En algunos casos los rectificadores están provistos de un disipador de calor adecuado a la potencia de trabajo, de todas formas, se debe tener en cuenta este factor. La tensión nominal del rectificador debe tener así mismo un margen para no verse afectado por los picos habituales de la tensión de red, en resumidas cuentas y sin entrar en detalles de cálculos, para una tensión de secundario simple de 40V, debemos usar un diodo de 80V como mínimo, en el caso de tener un secundario doble de 40V de tensión cada uno, la tensión del rectificador debe ser de 200V y la potencia es algo más simple de calcular, ya que se reduce a la tensión por la intensidad y aplicaremos un margen de 10 a 30 W Vatios por  encima de lo calculado, como margen. En algún caso debe vigilarse la tensión de recubrimiento, pero eso es en caso muy concretos.

El Condensador Electrolítico o filtro.

A la hora de diseñar una fuente de alimentación, hay que tener en cuenta algunos factores, uno de ellos es la corriente que se le va pedir, ya que éste es, el factor más importante después de la tensión. Para determinar el valor del condensador electrolítico que se ha de aplicar a la salida del puente rectificador en doble onda, para alisar la corriente continua; la regla empírica que se suele aplicar, suele estar sobre los 2.000 uF por Amperio de salida y la tensión del doble del valor superior estándar al requerido, o sea, según esto, para una fuente de 1’5 A a 15 V, el condensador electrolítico debe ser al menos de 3.000 uF/35V.

Como se ha mencionado la tensión del condensador, se debe sobre dimensionar, ésta debe ser al menos diez unidades mayor que la tensión que se recoja en el secundario del transformador o la más aproximada a ésta por encima (estándar en los condensadores). Este es el margen de seguridad exigible, ya que en muchas ocasiones los valores de tensión a los que se exponen no sólo depende de la tensión nominal, también hay tensiones parásitas que pueden perforar el dieléctrico, en caso de ser muy ajustada la tensión de trabajo y máxime si estamos tratando con una fuente balanceada, este es otro caso.

El Regulador.

En el caso de necesitar corrientes superiores a 1A, como ya se ha dicho, pueden utilizarse los reguladores de la serie 78HXX, LM3XX, en cápsula TO-3, capaces de suministrar 5A, no muy habituales. Otro problema reside en que sólo se disponen de 5V, 12V y 15V, que en la mayoría de los casos puede ser suficiente.

2n3055ebc-05 mica-to-3

En el supuesto de necesitar una tensión regulable (ajustable) desde 1’7V a 24V. El regulador a utilizar podría ser uno de la serie LM317, LM350 o LM338, la diferencia con los anteriores es que el terminal común, en lugar de estar conectado a masa, es del tipo flotante y por lo tanto esto permite ajustarle en tensión. Estos con los encapsulados típicos, TO-220 o TO-3.

Fig. 302

En la figura 302, se muestra el esquema básico mejorado. Los condensadores C1 y C2, se emplean con el fin de eliminar tensiones alternas residuales y mejorar el rizado de la rectificación, en cuanto a los diodos D1 y D2, sirven para la seguridad del regulador, contra tensiones inversas y evitar las tensiones parásitas o transitorios que lo destruyan. Es muy recomendable, siempre insistiré, se deben poner los mencionados diodos.

Finalmente en la figura 303, se presenta una fuente de alimentación regulable de 1,7 V a 28 V, respetando los valores de entrada, máximo de 40 V. Para evitar dañar el regulador, por exceso de calor, se recomienda refrigerarlo mediante un disipador de aluminio adecuado que encontrará en los comercios especializados del ramo. El potenciómetro ajustable R2, permite ajustar la tensión de salida que se desee en cada momento. El diodo D1, protege al regulador de corrientes inversas, mientras que el diodo D3, evita que una conexión inversa fortuita, cause problemas a la fuente por polaridad invertida. Esta fuente de tensión regulada ajustable no dispone de sistema cortocircuitable externo, por lo que habrá que llevar mucho cuidado de no producir ningún cortocircuito en sus terminales de salida, causaría su destrucción.

Fig. 303

FUENTE REGULADA EN TENSIÓN Y CORRIENTE.

El circuito anterior, se puede mejorar considerablemente con sólo añadir un nuevo regulador que nos permita ajustar la corriente de salida de forma lineal mediante un potenciómetro P2 de 500 Ohms. Este regulador IC2, se conecta como regulador de corriente, lo que se consigue conectando la patilla ‘flotante’ o de masa, a la patilla de salida mediante una resistencia Rx, que en nuestro caso se encuentra en paralelo con el conjunto de resistencias de 1k y un potenciómetro de 500 Ohms para su ajuste lineal.

Además, para mejorarlo, hemos añadido una tensión negativa de -10V, limitada por una resistencia y un diodo zener de 1,2 V (diodo LM385), que se encargará de proporcionar un punto de tensión negativa en la patilla ‘flotante’ o de masa del regulador IC1, encargado de proporcionar la tensión regulable mediante el potenciómetro P1, como ocurría en el anterior esquema, esto nos permitirá obtener una tensión de salida comprendida entre 0V y los 27V (tensión de margen). El esquema descrito se puede apreciar en la figura 303b.

Fig. 303b

El diodo LED en paralelo con Rx, nos indicará cuando rebasamos el límite de corriente previsto. Con estos ejemplos, se dispone de unos esquemas sobre fuentes de alimentación reguladas que pueden servir como punto de partida para otros proyectos y porqué no, ellas mismas tal cual, pueden sacarnos de un apuro con unos pocos elementos y un poco de nuestro tiempo.

EL CIRCUITO PRÁCTICO.

Alguien puede decidirse por trazar las pista por el sistema de rombos, cubos y rectángulos, por que le lleva menos trabajo, aunque esto no es importante, siempre que las pistas admitan la corriente máxima. Esto, consiste en trazar unas líneas entre lo que serán los terminales de los diferentes componentes que, se habrán dispuesto en posiciones adecuadas separando de esta manera los trazos que representan las pistas, dichas líneas, serán el cobre que se comerá la solución ácida que se emplee para su realización.

En la práctica, la placa de circuito impreso o PCB, con el puente rectificador y el condensador electrolítico, se pueden apreciar en la figura 304, cuyo esquema esta en la fig. 303. El regulador LM317, se debe montar directamente sobre el refrigerador, aplicándole silicona de contacto y por seguridad un separador aislante y conectar al PCB mediante hilo de 2 m/m de sección, las pistas de conexión generales se representan con mayor espesor, se ve claramente, debe ser de unos 3 m/m de ancho, para soportan más intensidad, las salidas para el potenciómetro que estará en el panel, se harán con hilo de conexión de 1.25 m/m de sección. El led, deberá instalarse también en el panel.

Fig. 304

Los trazos negros, representan las pistas del circuito impreso y son la únicas de la placa pcb. El transformador adecuado, ha de entregar los 22V y 1’5A, como se ve éste, está sobre dimensionado por seguridad y un segundo secundario de 7V 0’5A.

Otro caso.

En ocasiones se necesita una fuente de alimentación regulada con varias tensiones, siendo lo más habitual encontrar en el comercio las tensiones de +12V y -12V. Ahora repasaremos el esquema de una fuente de estas características que nos proporcione una corriente de 1A en cada salida, se puede obtener mas amperios fácilmente. Utilizaremos dos partes del esquema de la fig. 303. El transformador necesario, ha de disponer de dos secundarios de 15V y 1,5A, cada uno, como se verá, estos están sobre dimensionados por seguridad.

Los puentes rectificadores dependiendo de la corriente, deben ser del tipo metálico con terminales faston, el terminal positivo tiene un resalte en la caja a parte de estar marcado al lado de éste. Los terminales con una (S) deben conectarse cada uno, mediante hilo de sección de 2 m/m a cada terminal del mismo secundario. El otro rectificador, se conectará de igual modo al otro secundario del ‘transfo’, con esto disponemos de las dos tensiones más o menos iguales a las necesarias en las respectivas salidas de ambos rectificadores.

Por otra parte, debemos preparar un dibujo de las pistas que, se ajuste al esquema adjunto, sobre una placa de fibra de vidrio de manera que nos pueda dar mejores resultados y sea más fiable. Cada uno puede trazar las pistas como mejor le parezca, pero, debe guardar ciertas reglas, una de las más importantes es la separación entre pistas no debe ser inferior a 2 m/m en el peor de los casos, otra es el espesor, debe observarse que las pista con mayor consumo, han de soportar más paso de corriente y deben ser de mayor espesor unos 2 o 3 m/m será suficiente para el ej. y procurar trazos lo más cortos posible y las esquinas sin picos.

Necesitamos tres condensadores electrolíticos (son los que tienen polaridad), con una capacidad en este caso concreto de 2.000 uf/63V, para evitar en lo posible el rizado de alterna, se utiliza esta alta capacidad para más seguridad, cuando se exija el máximo de corriente. La tensión de +5V, la obtendremos del puente que representa el punto más positivo en el montaje, como se aprecia en el esquema general.

Los reguladores que utilizaremos en esta ocasión, son de 5V y 12V, con las referencias 7805, 7812 y 7912 el encapsulado, del tipo TO220AB, de esta manera se pueden atornillar sobre disipadores diferentes. Atención cada uno por separado, salvo que se disponga entre cada cápsula y el disipador un separador aislante, en este caso puede usarse un disipador único, ya que el terminal central de los reguladores 7812 y 7912, es de signo de tensión diferente y se estropearían inmediatamente si no se respetan estas reglas.

Fig 305

La imagen anterior consta de dos partes, en la superior, el fondo negro, representa el cobre de la placa de fibra de vidrio o baquelita en su caso, las líneas blancas son las separaciones entre componentes, las cuales, es lo que el ácido ‘quitará’, los trazos de color son las siluetas de los componentes y los cubos blancos son los ‘pads’, para las patillas de los componentes, los cuadrados de las esquinas, son para los pasadores de los tornillos que sujetaran la placa al chasis. En la parte inferior se presenta el negativo, visto por la parte de las pistas.

Este, es otro esquema fig. 305c con el cual podemos construir una fuente simétrica para nuestro propio laboratorio o taller de reparaciones. En ocasiones se necesita una fuente de alimentación regulada con varias tensiones, siendo lo más habitual encontrar en el comercio las tensiones de +12V y -12V. Ahora repasaremos el esquema de una fuente de estas características que nos proporcione a su salida una corriente de 1A en cada salida. Básicamente, utilizaremos dos partes del esquema de la fig. 302.

Fig. 305c

El punto común de masa, se refiere a las tensiones de +12V y -12V, las cuales se dice que son simétricas, en cambio la salida de +5V es independiente.

EL CIRCUITO CON EL I.C. µA723

Un circuito integrado bastante utilizado para realizar fuentes de alimentación ajustables, es el popular µA723PC encapsulado DIL de 14 patillas, el cual admite una elevada tensión de entrada de 40V que dopándola puede llegar sobre los 120V dando una salida ajustable entre 2V y 37V a 150 mA, pero en algunos casos como en fuentes para transmisión, se vuelve bastante inestable, por lo que respecta a mi experiencia.

En ciertas revistas especializadas del sector, se pueden encontrar esquemas mucho más elaborados a los que se les puede exigir mayores prestaciones, tales como que, la salida parta de 0V y no de los 1′ 7V, o que sea cortocircuitable, ajustable en corriente de salida, entre otras.

En la siguiente figura 306, se muestra el esquema básico de la alimentación propuesta con un LM723D y debajo el circuito de aplicación, visto por la cara de los componentes porque es muy sencillo, considero que no requiere mayores descripciones.

fig306aFig. 306

Nota.

En ciertas ocasiones, se presentan proyectos que por sus exigencias no son los clásicos, en el caso de exigir una tensión de salida mayor de 40 Voltios, al proyectar una fuente de energía de esas características, el técnico encuentra problemas de temperatura por todas partes, me explico, aunque ponga un refrigerador a los circuitos integrados (7824, LM317 o LM723), observa que toman una temperatura excesiva que no es fácil eliminar.

En el esquema, el anterior (ver fig. 306) puede servir para el caso, básicamente es el mismo, salvo que, debe cuidarse la tensión que alimenta al circuito integrado, el cual no admite tensiones mayores de los 40 Voltios según se desprende de las hojas de características del fabricante. Esto se resuelve con una resistencia que reduzca la tensión y un diodo zener con un condensador mínimo que estabilice dicha tensión. Con esta solución, se pueden regular tensiones de hasta 125 Voltios con problemas relativos que no se resuelvan con ingenio.

Algunos Casos Especiales.

En algún caso, puede ocurrir que alguien que lea este manual y después de considerarlo se deprima, debido a que no tiene forma de hallar en el comercio o en su ciudad, los reguladores que se describen más arriba. Entonces, qué podemos hacer, voy a pensar que por lo menos si pueden localizar transistores de cierta potencia, como por ejemplo los 2N3055, no importa de que fabricante, este transistor, los fabricantes normalmente dicen que, bien refrigerados pueden dar 15A, yo quiero ser más realista y lo voy a dejar en 3 A a 45V, eso sí, requiere una corriente de base bastante apreciable, ya que su b (beta) es de tan solo 20.

Veamos, cómo podemos montar una fuente regulada de alimentación ajustable entre 0V y 30V con una salida de 0A a 3A.

Vamos a centrarnos en lo que es el esquema y los componentes que vamos a utilizar, dejando a un lado no menos importante elementos como el transformador, la caja donde ubicaremos el circuito impreso y los condensadores electrolíticos y también los refrigeradores, todas las piezas más grandes y de mayor peso del montaje.

Primero, debemos pensar que vamos a tratar con corrientes bastante importantes sobre los 3 o más amperios junto a unas tensiones relativamente bajas, sobre un máximo de 50V, fríamente estamos hablando de 150 W (vatios), una apreciable potencia a tener en cuenta.

Las pistas del circuito impreso deben soportar corrientes elevadas y por lo tanto tienen que tener cierto espesor, sobre 3 mm. Por otro lado los transistores que vamos a utilizar los 2N3055, tiene una cápsula metálica TO-3, los diodos rectificadores, deben soportar corrientes de 5A a 8A para tener cierta seguridad (BYX38 o similar) y si es posible refrigerarlos también (esto por su cuerpo, es más problemático), veremos cómo solucionarlo.

En cuanto a los transistores, vamos a utilizar un montaje en Darlington, este tipo de montaje tiene la ventaja de multiplicar su rendimiento según la b (beta o ganancia), lo que nos dará un mejor aprovechamiento de las características intrínsecas del transistor por sí mismo.

Montaje Darlington.

En la figura de la derecha, puede apreciarse la sencillez del montaje en sí, es decir, los colectores unidos entre sí y el primer emisor atacará la base del segundo transistor, esto puede ampliarse, pero no vamos a entrar en ese punto más allá de lo que se ve en la figura, el diodo es de protección.

El primer transistor cuya base está libre, puede ser un transistor diferente, por ejemplo un BD245B con una b de 40  y como segundo el 2N3055, en cambio la ganancia del 2N3055 es tan sólo de 20, (pueden usarse como primeros los Darlington TIP120 o TIP141B con cápsula TO-220, los cuales tienen una ganancia de 1000 y 750 respectivamente). Teniendo en cuenta esto, si utilizamos dos 2N3055 en Darlington obtendremos una ganancia de 400, que se puede considerar moderada y en nuestro caso casi aceptable. Por lo tanto, si utilizamos un TIP141B y un 2N3055, la ganancia lograda, es de 15000 aproximadamente, más que suficiente.

Fuente regulada sin I.C.’s.

Todo esto que hemos visto es muy interesante y cualquiera puede proponerse realizar un proyecto basándose en algún circuito o explicación de las descritas en este tratado. Sin lugar a dudas que, siguiendo los pasos descritos y revisando bien lo que se hace, puede y debe lograrse el éxito en la realización y posterior puesta a punto.

Sin embargo, cuando un aficionado o incluso un técnico, debido a situaciones en las que nadie quiere entrar, por las cuales no dispone de un mínimo de dispositivos o dicho de otro modo, cuando no se dispone de circuitos integrados con los que realizar una simple fuente de tensión regulada, disponiendo tan sólo de unos transistores y me atrevería a decir unos pocos, para esos casos o circunstancias, he pensado (léase, me han pedido), que haga una pequeña descripción de un proyecto que les pueda servir y en eso estamos.

No se puede describir con pocas palabras el funcionamiento de un circuito de una fuente auto-estabilizada serie, por lo que recurriré a un símil para explicar dicho funcionamiento. En la figura 307, se muestra una sencilla fuente de tensión fija con un transistor serie T1, hasta aquí, todo es correcto, es decir, esta fuente funciona.

Fig. 307

Supongamos que a la salida de una fuente de tensión continua, conectamos un potenciómetro ideal, con el fin de obtener tensiones entre 0 y el máximo que nos proporciona dicha fuente, esto es un ajuste manual de la tensión. Ahora, seleccionamos cierta tensión con el potenciómetro y le conectamos una carga, debido al consumo de la carga, se produce una caída de tensión en la salida.

Para compensar la caída de tensión provocada por la carga, tendremos que variar la posición del potenciómetro a una nueva posición, lo que provoca un aumento de tensión en la salida, esto repercutirá en la tensión de salida y también en la corriente y talvez se necesite un nuevo ajuste, hasta lograr la tensión deseada, si la nueva posición es correcta, la salida mostrará dicho aumento corrigiendo así la corriente de consumo finalmente.

Sin embargo si variamos la carga o la desconectamos, veremos que la tensión de salida aumenta sin control, por lo tanto, los ajustes mencionados se deben realizar a la misma velocidad que varía la carga, para estabilizar la tensión de salida. Es fácil de entender y también que, es muy difícil de conseguir de forma manual mantener estable la tensión de salida, por este motivo se utilizan los sistemas electrónicos ideados para hacerlo fácil.

Descripción del circuito regulador.

En la figura 307b, se pueden apreciar el circuito teórico de la fuente estabilizada ajustable y las tres partes de las que consta: Q1- regulador de potencia; Q2- amplificador (parte del darlington) y Q3- amplificador diferencial.

Fig. 307b

En este esquema teórico, podemos apreciar cómo el transistor Q3 (amplificador diferencial) compara, la tensión de referencia proporcionada por Dz2 (permaneciendo constante la tensión del emisor de Q3) y la tensión del “divisor de muestreo”, formado por Dz1, P1 y R4.

El nivel de conducción de Q3, dependerá del resultado de dicho diferencial de tensiones ya descritas. La máxima conducción de este transistor, se obtiene cuando la posición del cursor del potenciómetro P1, está cerca del ánodo del diodo zener Dz1, en cuyo caso la tensión aplicada a la base de Q3 será máxima, llevando su conducción al máximo, lo que conlleva que la tensión en la base de Q2 será mínima y esto proporciona la máxima impedancia (o sea, máxima tensión colector-emisor) de Q1, reduciendo así la tensión de salida al mínimo. Sigamos.

La auto-regulación.

Una forma de reducir el consumo de corriente en un circuito, consiste en reducir su tensión de alimentación de algún modo, esto digamos que, no es muy ortodoxo, ya que una reducción de tensión en P1 produce un cambio de corriente y esto produce una reducción de corriente que hemos de corregir y a éste cambio le sigue otro cambio, de manera que resultaría del todo imposible modificar los cambios con la debida celeridad que se exige. Ahora, veamos cómo podemos lograr lo propuesto de modo automático, es decir, compensando la caída de tensión por un medio electrónico con el que se corrijan y compensen las variaciones que se producen hasta compensar.

Al aplicar una carga a la salida de una fuente, inmediatamente se producirá una caída de tensión, proporcional a la carga que, tiende a reducir la tensión de salida. El divisor de tensión (o de ‘muestreo’) del circuito, detecta esta caída de tensión, al compararla con la de base de Q3, esto hace que éste reduzca su conducción y aumente la tensión en la base de Q2 a través del partidor formado por R1 y R2, lo que repercute sobre Q1, reduciendo su impedancia entre colector-emisor, a consecuencia de lo cual aumenta la tensión de salida de forma proporcional para compensar la mencionada caída de tensión producida por la carga.

El tiempo de respuesta ante una variación en la carga es de unos pocos microsegundos, lo que hace inapreciable la variación en la tensión de salida. Esto es en sí, la auto-regulación. Es evidente la similitud entre lo descrito en el párrafo anterior y el símil del potenciómetro mencionado más arriba.

FUENTE CORTOCIRCUITABLE.

Con lo descrito hasta ahora, si a la salida de la fuente de la figura 307b se produce un cortocircuito, la tensión en la salida tiende a 0V y la corriente de paso tiende a infinito (bueno a lo que de el transformador), esto hará que Q1 entre a conducir al máximo, aumentando así su temperatura, que a su vez producirá un incremento de corriente, lo que incrementará la temperatura del mismo produciendo el efecto avalancha y en décimas de segundo alcance su punto de destrucción por alta temperatura, a pesar de la auto-regulación descrita. Veremos cómo evitar este efecto (o ‘defecto’) de forma sencilla y efectiva.

En el siguiente circuito figura 307c, vamos a describir cómo realizar una fuente de alimentación serie regulada y  ajustable en tensión y corriente, que además sea cortocircuitable.

Fig. 307c – Fuente estabilizada ajustable y cortocircuitable.

Como puede observarse en la figura 307C, el esquema pertenece a una modificación de la fuente anteriormente descrita, se trata de un circuito al que hemos modificado el limitador de corriente de carga y por lo tanto protegido contra los cortocircuitos. El secundario de 9V, una vez rectificado por D3 y filtrado por C2 se acopla al negativo mediante el diodo zener de 8’1V para conseguir que la tensión de salida pueda partir de 0 Voltios hasta el máximo previsto por el secundario principal, que puede ser de 12 V hasta cerca de 50V, vigilar las tensiones de los distintos componentes.

Lo descrito para el circuito de la figura 307b, es aplicable al circuito que estamos describiendo, resumiendo, la carga aplicada a la salida, provocará una caída de tensión que acusará la base de Q5 y hará que éste conduzca menos y como consecuencia, la impedancia colector-emisor de Q5 será menor, corrigiendo dicha caída de tensión.  El transistor Q4 se encarga del limite de intensidad, drenando la tensión de salida a 0 cuando la corriente de la carga supere el nivel establecido por R4, el diodo D1 permite que el nivel de limitación alcance los 100 mA.

Siempre recomiendo que, los cables de salida, positivo y negativo, no deben ser excesivamente largos (1’5m) y sobre todo pensando que pueden soportar 3 Amperios o más, deben ser de 3 a 4 m/m Ø de sección.

Los componentes.

Los valores de los componentes necesarios para este tipo de fuentes están incluidos en el propio esquema, debe tenerse en cuenta especialmente la potencia que desarrollan los Q1 (2N3055), Q2=Q3 (BD241), Q4=Q5 (BC337),  D1,D2,D3 (1N4007), D4 de 8’1V y el diodo D6 es un LED rojo de señalización.

Lista de componentes:

  • Resistencias   Condensadores   Semiconductores
  • R1 1k0 Ω        C1 4700uf 50V     D2 a D5 Rectificadores
  • R2 0’5 Ω         C2 47uf 35V         D1, D6 diodos 1N4148
  • R3 47 Ω          C3 10nf 63V        T1 NPN 2N3055
  • R4 220 Ω Aj    C4 50uf 63V        T2 NPN BD139
  • R5 470 Ω        C5 1nf cerámico  T3 NPN BD241
  • R6 1k Ω                                       T4, T5 NPN BC337
  • R7 3k3 Ω Aj                                  Dz1 Diodo zener 8’1V
  • R8 10k Ω
  • R9 1k Ω               Varios
  • R10 47 Ω            Transformador 220V : 36V 2A + 6V 150mA
  • R11 10k Ω Aj      Radiador de aluminio para T1 (TO-3)
  • R12 1k5 Ω           Radiador de aluminio para T2
  • R13 470 Ω

Ajuste

  • Sitúe los cursores de las resistencias R4 y R7 en el centro del recorrido.
  • El cursor del potenciómetro R11 en la posición de tensión mínima (a la izquierda).
  • Conecte un Voltímetro a la salida y mueva el eje de R11 hasta conseguir la tensión máxima.
  • El cursor no debe llegar al final de recorrido. Modifique la posición de R7 para lograr la lectura de 20V.
  • Conecte un Amperímetro en serie con una carga resistiva. Modifique un poco R2 hasta leer 2 A. Observación.
  • Conecte y desconecte la carga resistiva. Si la tensión de 20V cae,  debe ajustar con precaución R4 hasta conseguir que con 2 A la tensión se mantenga en los 20V.
  • Procure no alcanzar el tope del pot R4, ya que la fuente limitará a 10A y podrían dañarse los componentes en caso de corto-circuito.

Con esto, doy por suficiente la descripción en referencia a la explicación sobre esta fuente regulada y ajustable, si algún punto no está claro, envíame un e-mail con las dudas que tengas.

Las fuentes de alimentación de potencia.

Hemos visto lo sencillo que resulta el montaje de una simple fuente de alimentación fija al principio de este artículo, también se vieron de pasada las fuentes ajustables (fig. 302 y fig. 303).

El juego de palabras fija, regulada y ajustable, responde a tres conceptos bien diferenciados en la práctica, ya que la parte de regulada, se refiere a la operación interna (del chip) que se encarga de realizar las auto correcciones necesarias para que a la salida entregue la tensión establecida como tal, el término de fija, responde al hecho que representa en sí misma, la tensión de salida no varía en ± lo previsto en las especificaciones del fabricante que puede ser alrededor de 0,05V y por último el término de ajustable, evidencia que el usuario puede ajustar la tensión de salida al nivel que en cada momento necesite.

Aclarado el tema, sigamos. En muchas ocasiones necesitamos una fuente de alimentación que nos proporcione más de 1A y esto puede convertirse en un problema que aumenta, si además queremos, por seguridad, que esa cortocircuitable. Bien, el primer paso, la potencia, es de relativa sencillez y lo abordaremos sobre la marcha.

La solución es dopar (añadir) un transistor de potencia si con un transistor de potencia no es suficiente, los que sean necesarios para que nos proporcione la corriente deseada.

La función de este transistor de potencia consiste en asumir el hecho de soportar la alta corriente requerida,  veamos cómo se realiza esto. Si aplicamos convenientemente la tensión de salida del regulador por ej. de 12V 1A a la base del transistor de potencia, está claro que éste nos proporcionará más corriente a su salida y estará regulada por otra parte debido a que es regulador y es cortocircuitable, en cierta medida, tenemos la solución deseada.

No obstante, la efectividad que nos proporciona el regulador para la función de cortocircuito, no la podemos dar por buena a la hora de aplicarlo al transistor de potencia, ya que es un circuito ‘añadido’ y puede que no responda con la rapidez suficiente, para evitar estos inconvenientes, intervendremos en este apartado con un circuito de corriente, añadido para asegurar la función de cortocircuito, esta figura resume lo comentado.

Fig. 308

El circuito entorno de Q2-R1-Rsc, se encarga de proporcionar un límite de corriente a Q1, evitando su destrucción.

Principio de Alimentación Ajustable.

Hasta el momento, hemos visto las fuentes de alimentación de regulación o estabilización fija. En esta parte, vamos a abordar lo que se entiende por una fuente de alimentación regulable y ajustable y lo que conlleva este hecho.

Las ventajas que aporta una fuente ajustable básicamente son, la posibilidad de alcanzar en su salida una tensión continua exacta a la especificada por el usuario o circuito examinado, bajo prueba. Esto que en un principio parece una simpleza, no lo es tanto cuando hemos de variar la tensión en niveles de un voltio o incluso menos en ciertos casos y si además necesitamos que dicha fuente sea cortocircuitable, esto puede complicarse un poco.

Una fuente de alimentación sencilla puede ser uno de los ejercicios que mejor ilustran una lección de electrónica práctica y, eso precisamente es lo que vamos a realizar. Proponemos estudiar cómo construir una fuente de alimentación que nos sirva para la mayoría de las aplicaciones que habitualmente venimos realizando en las prácticas de las escuelas, laboratorios y academias de enseñanza sobre electrónica (¡uf!, donde me estoy metiendo).

Vaya por delante mi total respeto por los formadores, una disciplina de lo más importante en nuestros días pero tan mal considerada, gracias a ellos los tiempos pueden y de hecho mejoran. Felicitaciones por dar lo que tienen, profesores. Sus conocimientos.

Volviendo donde estábamos. En la siguiente figura 309, se presenta el esquema de una alimentación cuyas características podemos considerar amplias, en el aspecto de cubrir las necesidades más habituales que se pueden presentar en la mayoría de los casos.

Fuente simétrica ajustable.

Seguro que en muchas ocasiones hemos necesitado una fuente capaz de suministrar diversas tensiones dentro de un amplio margen de valores. Del mismo modo y por causa de los distintos márgenes de consumo, habría sido útil que dicha fuente incorporara un limitador de corriente ajustable, por ejemplo; para cargar baterías Ni/Cd, en cuya carga como es sabido, necesita mantener constante la corriente de carga y que fuera cortocircuitable para usarla en circuitos cuyo consumo desconocemos.

Generalmente, para ‘cacharrear’ es suficiente con una fuente de alimentación sencilla, nada más lejos de la realidad. En algunas aplicaciones será necesario que la corriente suministrada por la fuente sea elevada y en casi todos los casos una fuente regulable de 0V a 30V capaz de suministrar 5A será más que suficiente para poder alimentar todos los prototipos y equipos de laboratorio.

Fig. 309

En estas figuras, se presenta un esquema de principio de una fuente sencilla construida, entorno a un regulador µA78HG o el LM338, ambos son reguladores de cuatro patillas ajustables de 5 A de salida y cápsula metálica TO-3. Se recomienda el LM338, ya que la serie de Fairchild es obsoleta desde hace muchos años.

Como decíamos, el problema se presenta en el momento de alimentar amplificadores operacionales, los cuales requieren de alimentación simétrica, como los amplificadores de audio, con entrada diferencial. La mayoría de los Op-Amp (amplificadores operacionales) requieren de una alimentación positiva respecto a masa y otra negativa respecto a la misma masa, debiendo ser del mismo valor, de ahí lo de simetría.

Mediante la combinación de este montaje podremos disponer de una fuente estabilizada y capaz de entregar una corriente de hasta 5A y una tensión regulable de  ±5V y  ±20V, como luego veremos.

El circuito es sencillo debido a la utilización de dos reguladores de tensión los cuales proporcionan al montaje alta fiabilidad, robustez y características casi inmejorables. Uno de los reguladores LM338 (µA78HG) se encarga de la rama positiva y el otro LM337 (µA79HG), se encarga de la rama negativa.

No pasaremos a contemplar la constitución de cada uno de ellos, ya que consideramos que entra en la parte más teórica y pretendemos ajustarnos a lo esencial y práctico, el lector puede localizar las hojas de características si está interesado.

El ajuste de la tensión de salida se realiza mediante la actuación sobre un potenciómetro (P1) y una resistencia (R1) para mantener el valor mínimo, de 5V que especifica el fabricante. Con el fin de mejorar la respuesta a los posibles transitorios, evitar auto oscilaciones y mejorar el filtrado, se utilizan unos condensadores electrolíticos de baja capacidad a la entrada y salida de cada regulador, como se aprecia en la figura 309.

En la figura 310, se puede apreciar el circuito completo correspondiente a la fuente de alimentación simétrica. Los componentes necesarios, corresponden a la versión de la derecha con el LM337 y LM338, por seguir fabricándose en la actualidad. Se necesitan:

C1, C2 = 3300µf/63V IC1 = LM338(+1,2 a 32V) R1, R2 =120 a 240W
C3, C4 =1000µf/63V IC2 = LM337(-1,2 a 37V) PR =80C3300
C5, C6 = 470µf/63V P1, P2 =Pot. Lin 10kW Tr=Transfo. 220V :24V+ 24V
Fig. 310

La tensión suministrada por el secundario del transformador T1, constituido por dos secundarios simétricos (del mismo valor 24V), se rectifica mediante el puente rectificador PR, y posteriormente se filtra mediante los condensadores electrolíticos idénticos C1 y C2 los cuales se cargarán a la tensión de pico, téngase muy en cuenta en estos casos la tensión de trabajo de estos condensadores que será de la suma de los dos polos, en este caso de 80V, la tensión obtenida a la entrada de los reguladores será de aproximadamente 33,8V.

Mediante los potenciómetros P1 y P2, debe ser uno doble de modo que la tensión de salida sea idéntica en cada ramal, para lograrlo se debe retocar la posible diferencia con el potenciómetro de ajuste en serie. Si se desea, se puede ajustar independientemente la salida de cada ramal, al valor deseado utilizando dos potenciómetros independientes, en el margen de 5 a 28V. Los condensadores C5 y C6, mejoran la respuesta de los reguladores frente a los transitorios de conmutación a la salida.

En la siguiente figura presentamos una fuente simétrica ajustable que puede cubrir un amplio margen de usos en nuestro laboratorio o taller. Los valores están incluidos en la misma figura.fuentesimet

De nuevo mediante los potenciómetros P1 y P2 se puede ajustar independientemente la salida de cada regulador al valor deseado, en el margen de 0 a 30V. Los condensadores C5 y C6 de 47 a 100nf, mejoran la respuesta de los reguladores frente a los transitorios de conmutación a la salida.

Montaje.

El montaje queda reducido y compacto al utilizar un circuito impreso (PCB). Se debe prestar especial atención a no invertir la posición de los condensadores electrolíticos, así mismo, no intercambiar los reguladores, en la práctica se puede apreciar que los patillajes de ambos difieren entre sí, lo que debe observarse con atención ya que su inversión los destruye inmediatamente. El transformador, según la línea de red y 5A de salida por secundario.

Las zona de contacto entre los reguladores y el refrigerador debe aislarse e impregnarse de silicona especial que, ayudará a disipar el calor sobre el radiador, poner especial cuidado en aislar todos los terminales de los mismos ya que igualmente se destruirían por cortocircuito.

Los cables de conexión deben ponerse de suficiente sección 2 o 3 mm Ø, para no oponer ninguna resistencia y así evitar caídas de tensión al cargar la salida. Para poder controlar en todo momento el valor de la tensión de salida suministrada por la fuente, recomendamos incorporar en la caja, dos indicadores uno por rama, como voltímetros y si se desea dos como amperímetros (o galvanómetros).

Utilización.

Al terminar el montaje, la fuente quedará dispuesta para su inmediata utilización, sin necesidad de ajuste alguno, salvo el ajuste de los P1 y P2 para obtener la tensión deseada a la salida.

En caso de cortocircuito, la corriente máxima quedará limitada a 7A, según el propio fabricante evitando de este modo su destrucción. Se recomienda no probar si esto es cierto, debido al alto costo de estos reguladores y la hipotética posibilidad de que no actúe el sistema de desconexión interna.

Fuente ajustable de alta tensión.

Esta, puede considerarse una fuente ajustable que nos puede proporcionar una tensión comprendida de 0 a 60V, con una corriente ajustable entre 0 y 2A. El excelente rendimiento y calidad del funcionamiento de esta fuente es de tal grado que, en cierto modo, puede utilizarse como fuente de alimentación para laboratorio de electrónica. La fuente se ajusta a una tensión y corriente máxima prevista, y se conecta al dispositivo bajo prueba, si por alguna circunstancia, la corriente de consumo aumenta por encima de lo establecido, el sistema de seguridad se dispara y corta la tensión de salida, controlando la corriente de consumo. Sin embargo no pueden cruzarse los polos de salida.

Características Técnicas.

  • Voltaje DC de salida regulable de 0 a 50V.
  • Intensidad de la corriente de salida regulable de 0’5 a 3Amperios.
  • Circuito de desconexión automática del voltaje.
  • Si se elige una corriente determinada mediante el potenciómetro que controla su intensidad y después el circuito de carga tiene un mayor consumo de corriente, el circuito de control automático, desconecta el voltaje, evitando así que se dañe el circuito de carga. Si embargo, debe evitarse unir los cables de salida, lo que producirá el deterioro de los transistores consecuente. (NO ES CORTOCIRCUITABLE)
  • En este momento se iluminará un LED indicando la desconexión del voltaje y para restablecerlo debe apretar el pulsador RESET.
  • Este circuito también actúa de forma automática en el caso de cortocircuito entre los cables de salida, desconectando el voltaje de salida. Para restablecer la corriente, pulse el RESET.

Para esta fuente utilizaremos un circuito integrado que ya hemos mencionado, se trate del LM723, este circuito tiene una gran estabilidad y proporciona una alta precisión en el rango de tensiones que controla. El problema que surge radica en la particularidad de que su alimentación no puede rebasar según el fabricante los 37V, por seguridad nosotros vamos a poner el margen en los 30V.

El esquema, que circula por Internet, al parecer, pertenece a un kit japonés, al que he hecho unas modificaciones mínimas. para cubrir el margen de tensión de 0 a 60V y una corriente de 0 a 2A. Por supuesto que la corriente máxima puede aumentarse, si añadimos los transistores de potencia necesarios. Téngase en cuenta la potencia desarrollada, sólo por citar un ejemplo, si la fuente entrega 12V a 2A tenemos una caída de tensión de 48V con 2A de consumo que nos da una disipación de 100 Watios, es una fuente no un calefactor, así que, cuidado.


Debe prestarse mucha atención a la forma en que trabajan los dos transistores BC327 del circuito de protección de corriente, los cuales trabajan en saturación al corte, otro sólo se ocupa de activar un LED indicador de  sobre-carga, cuando éste se encienda caerá la tensión de salida y habrá que presionar el pulsador de RESET previsto para el caso. Esto activará la tensión de salida de nuevo.

Como ya se ha mencionado, esta fuente dispone de un control de intensidad, el cual desconecta la tensión de la salida. Esto no quiere decir que admita el cruce de los cables (positivo y negativo) de salida. Debemos evitar en lo posible esta circunstancia ya que provocaría la destrucción de los transistores y otros componentes del circuito, debe tenerse en cuenta que, estamos tratando con potencias respetables.

Por ejemplo: 5V y 2A de salida, esto representa 65V – 5V = 60V que deben disipar los transistores de salida por 2A, estamos hablando de la potencia en perdidas de 120 Watios como una pequeña “estufa eléctrica”, este calor, más el calor producido por los 10W del consumo que aprovechamos, estos 130W se deben evacuar entre los radiadores y un ventilador que le ayude a bajar la temperatura que produce este “calefactor”, de lo contrario, puede imaginarse el resultado.

F. ALIMENTACIÓN DE LABORATORIO.

Cuando necesitamos disponer de una fuente de alimentación para laboratorio, con ciertas características, es buena práctica tomarse un tiempo meditando las necesidades que queremos abarcar, es decir, hemos de considerar los márgenes de tensión entre los que podemos vernos obligados a utilizar. Entre las opciones, es muy conveniente disponer siempre de una tensión mínima de 0 Voltios, hasta alcanzar la tensión máxima prevista o lo que nos permita la economía, es decir, interviene el precio del transformador separador, el cual representará aproximadamente del 55 al 60% del costo de la fuente de alimentación de laboratorio. Una vez hayamos elegido la tensión que ‘podemos’ utilizar (pensar que la tensión de salida del transformador se ha de multiplicar por (√2) raíz cuadrada de 2, revisar lecciones anteriores).

El transformador, es la parte más importante de la fuente de alimentación, un objeto a tener muy en cuenta por dos razones; por su tamaño y el costo, sin duda, los condensadores electrolíticos, para filtrar el rizado residual, un tamaño a considerar, prestar atención a la tensión de los mismos, ésta debe ser aproximadamente el doble de rectificada.

En segundo plano quedan el resto de componentes pasivos, así mismo, como la etapa de potencia que depende del tipo, personalmente recomiendo si es posible el encapsulado TO-3 por su robustez y fácil disipación (transistores de salida en este caso 2N3055, permiten hasta 60V de salida). ¡Ojo! Deben aislarse eléctricamente cada uno de los transistores mediante un separador de mica o nylon y silicona, con el mencionado refrigerador de aluminio.

La caja metálica y los instrumentos de medida, tales como el Voltímetro y el Amperímetro, son importantes. En caso de no disponer de un Voltímetro y el Amperímetro de los valores deseados y querer una aproximación mayor, utilizaremos dos microamperímetros (µA), idénticos de 100µA. Esto requiere añadir una resistencia en serie para el voltímetro y una resistencia (en shunt) o paralelo para el amperímetro. Estas se deben calcular.

Las características del transformador una vez más, deben decidirse dependiendo de la tensión que deseemos a la salida de nuestra fuente de alimentación.

  • La tensión de salida máxima a plena carga se considerará aproximadamente igual al producto
    de la tensión nominal del secundario por la raíz cuadrada de 2 (2=1,4142).

  • Para la corriente de salida puede calcularse que, el transformador debe proporcionar una corriente
    alterna igual al producto de 1.4142 por la corriente máxima exigida a la salida. Podemos decir que,
    para una corriente de salida de 3A el transformador suministrará aproximadamente 4A.

Para estabilizar una tensión, como se ha indicado más arriba, puede optarse entre dos procedimientos: la estabilización en paralelo o la estabilización en serie. En el primer caso, se monta el transistor de regulación en paralelo con la carga; mientras que en el segundo caso, el transistor se coloca en serie con la carga. El método más extendido de ambos, es el segundo por su mayor control y es el que adoptaremos en nuestro circuito, no hay pues, nada nuevo hasta ahora. Es en el tipo de regulación en donde radica la novedad.

Comencemos por examinar el esquema de la fuente de alimentación de precisión de la figura 312, en el que se aprecian dos amplificadores operacionales IC1 e IC2, un transistor T de potencia de paso en serie, una fuente de corriente de referencia (Uref y R) y un potenciómetro P1. El segundo amplificador operacional (IC1 en el diagrama), es el responsable de la limitación de corriente de salida. La tensión a extremos de la resistencia de emisor Rs del transistor T es proporcional a la corriente de salida. Una parte de esta tensión de referencia se deriva por la posición de P2 y se compara con la tensión a través de Rs mediante el operacional IC1. Cuando la tensión en Rs se hace más alta que la establecida por P2, el amplificador operacional reduce la corriente de base de T hasta lograr que la diferencia sea cero. El diodo LED, situado a la salida de IC1, funciona como un limitador de corriente.

Fig. 312 Diagrama de bloques de la fuente de alimentación.

La Tensión de Referencia.

Lo esencial del circuito es la fuente de tensión Uref con una resistencia R. Debido a que como bien se sabe, un amplificador operacional tiende a anular la diferencia de potencial entre sus entradas, regulando la señal de salida reinyectada en la entrada inversora, así pues, la tensión de salida es siempre igual a la tensión existente en la entrada no inversora.

La resistencia en serie R, está efectivamente colocada entre las dos entradas del amplificador operacional. No obstante, debido a la alta impedancia que ofrecen dichas entradas, al menos teóricamente, ninguna corriente podrá penetrar en el amplificador operacional. Entonces, la corriente derivada de la fuente de referencia seguirá el recorrido que muestra la línea de trazos en el diagrama de bloques.

Puesto que U1 = U2 (el amplificador operacional se encarga de que se cumpla) la corriente será constante, independientemente de la posición del potenciómetro P1 así como, del valor de la resistencia de carga. El valor de esta corriente será Uref/R, lo que genera una tensión a extremos del potenciómetro P1 que el amplificador operacional corrige en su salida, mientras que la corriente de referencia se compensa mediante la carga. Lo cual nos proporciona un circuito que nos entrega una corriente de referencia constante incluso a 0 voltios, mediante una fuente de tensión de referencia y una resistencia.

EL ESQUEMA.

El circuito de la fuente de alimentación, mostrado en la figura 313, está compuesto por dos fuentes de alimentación que de alguna manera son independientes entre sí. La potencia de la etapa de salida, la proporciona el secundario del devanado S2 de 35V/4A y la potencia para la fuente de referencia y alimentación de los amplificadores operacionales, la proveerá el secundario S1 de 12V/0’5A, en el caso de utilizar un transformador de dos secundarios, en caso de dos transformadores, S2 = Tr1 y S1 = Tr2.

La alimentación de 12V está constituida por S1 (Tr1) un rectificador en puente B1 y dos condensadores C1 y C2. La tensión de referencia será suministrada por el µA723 (IC1), los componentes asociados a él se han elegido para proporcionar una tensión de referencia de 7’15V. Esta última aparece en la unión R4/R5 (R en el teórico), R15/R16 y R9.

Los valores de R4 y R16 dependen directamente de la magnitud máxima de tensión y corriente de salida, sería conveniente utilizar un potenciómetro ajustable, mientras se realiza el calibrado de la fuente, luego se pueden sustituir por las resistencias de valores apropiados.

En la figura 313, se presenta el esquema general de la fuente de alimentación para laboratorio, esta fuente es la que utilizo personalmente en mi ‘labo’. Por cierto, la hice siguiendo los pasos de una revista en la que salió hace bastantes años, como da muy buen resultado no creo que haga falta cambiar nada. En el esquema, T2 (BD241 o similar) proporciona la corriente de base de los transistores T3, T4 y T5, conectados en paralelo, cuyas salidas (Emisores) están compensadas mediante las resistencias de alta potencia (3W), las cuales entregan la salida de la fuente de alimentación a través de R21 de 0’22Ω y 3W.

El haber empleado los 2N3055 conectados en esta forma, proporciona una corriente de 3 Amperios con suma facilidad y se puede considerar una forma bastante económica. Por supuesto utilizando refrigerador adecuado y si es posible un pequeño ventilador de PC. Con los 2N3055 y un transformador adecuado, podemos alcanzar los 60V de salida, cuidando de no olvidar las tensiones de los electrolíticos.

Las Salidas +Us positiva y -Us negativa, son las correspondientes a los hilos sensores, en caso de que la toma de tensión sea muy larga y de alta corriente, debería ponerse, para compensar las pérdidas.

EL CIRCUITO (PCB).

En la figura 314, se presenta la placa de circuito impreso (PCB) y algún detalle de montaje, más abajo la lista de componentes.

ENSAMBLADO.

Como de costumbre, asegúrese que no hay cortos ni cortes en el PCB y empiece por soldar los zócalos, las resistencias, los condensadores, los diodos y puentes rectificadores, cada uno en su destino. Si dispone de condensadores axiales, se pueden acoplar según sus siluetas, en caso contrario, observe que se dispone de perforaciones alternativas, la figura 314 es orientativa. Los condensadores, deben ser de tensión algo mayor a la de trabajo, en este caso al menos 63 voltios.

Las resistencias R17 a R22 de 0’22Ω deben escogerse de cerámica de 3W, para disipar el calor, para la R17 de 3W, 10Ω , al instalarlas, tenga la precaución de separarlas de la superficie del circuito impreso. Los Transistores T2 a T5 deben montarse sobre un radiador de aluminio, mediante sus respectivos aisladores de mica o nylon, además de utilizar pasta de silicona si es posible, para que el calor se transfiera más rápidamente al radiador, como ya se ha mencionado.

PUESTA EN MARCHA Y AJUSTE.

Para la puesta en marcha, es aconsejable, conectar las dos tensiones alternas de los secundarios a sus respectivos puentes, los dos potenciómetros P1(Voltaje) y P2 (Intensidad) y por precaución en principio sólo T1 y T2 (Después del ajuste, ya conectará el resto T3, T4 y T5), no inserte los IC. Alimente el circuito y compruebe que la tensión, a extremos de C10 está al nivel esperado, haga lo mismo con C1 (+12V) y C2 (+12V), esto se confirma, si a extremos entre +C1 y -C2 hay 24 Voltios, máximo.

Asegúrese que, la tensión entre las patillas 11-12 del zócalo del LM723 y la patilla 7 (la alimentación del LM723) es de 12V, máximo 14V. Esto nos evitará algún disgusto. Inserte los circuitos integrados y compruebe que no se calientan los IC. Si se calienta el LM723, debe volver comprobar que, la tensión entre el pin11 y el pin7 es de 12V, si es así, cambie el LM723, tiene un consumo excesivo y no es correcto. A extremos de C5, disponemos de la tensión de referencia. A extremos de R9 debe haber 7’15V.

Ensamblado de la fuente.

Preste especial atención a los valores de tensión de los condensadores C9 y C10, dependen de la tensión de alimentación de potencia que, suministra el segundo transformador. Se permite casi cualquier tensión de salida, con tal que no supere la tensión colector-emisor de los transistores de potencia T2..T5. Para tensiones mayores, deben sustituirse los 2N3055 que permiten 60V máximo. Ahora, debería conectar los transistores T3, T4 y T5, vuelva a comprobar las tensiones.

En cuanto a las resistencias R4 y R16 como ya se ha mencionado, se montarán durante el ajuste ya que su valor final depende de la magnitud máxima de la corriente y tensión de salida. Girar los potenciómetros de ajuste P3 y P4 para la tensión y corriente de salida, al máximo.

Poner P1, en posición máxima, alimentar el circuito y conectar un polímetro a la salida. Mediante aproximaciones sucesivas o tanteo, determinar el valor de R4 en paralelo con R5, esto proporcionará la tensión máxima de salida, entonces podrá soldarse R4 en su lugar. Como se aprecia en la foto, sugiero usar un pot. ajustable de 10k y cuando se logre el ajuste, cambiar el potenciómetro por una resistencia de valor similar y soldarla, aunque no es imprescindible.

Ahora, hay que repetir el paso anterior con P2 y R16 (en paralelo con R15), hasta hallar el valor adecuado para la corriente máxima. Poner la salida en cortocircuito y girar P2 al máximo y proceder a tantear como antes, cuando se consiga, sustituir por una de valor adecuado y ya podemos soldar R16, aunque tampoco es imprescindible.

Finalmente ajustemos los potenciómetros P3 y P4 los utilizaremos como potenciómetros de ajuste para calibrar la tensión y corriente de salida que podremos visualizar por medio de los galvanómetros dispuestos a tal fin. Esta previsto para que utilicemos dos instrumentos idénticos, como microamperímetros, como se describe más arriba.



Detalles de montaje de transistores de potencia.

Las siguientes imágenes, deben aclarar las posibles dudas de los principiantes, en la forma de instalar un transistor de potencia a un radiador de calor, mediante los distintos separadores de mica o actualmente poliéster, recomiendo aplicar una pequeña capa de silicona entre la cápsula y la lámina de poliéster, en las tiendas del ramo, suelen tener disipadores de calor de aluminio, las dimensiones deben ser adecuadas al calor a disipar.

mica-to-3 2n3055ebc-05 aislantesytornillos 2n3055-05
2n3055-09 2n3055-08 2n3055-10 2n3055-11

Para adquirir el fotolito (dibujo de la imagen en pdf) a imprimir y obtener la placa PBC, debe ponerse en contacto con el autor mediante correo-e aquí, elimine los guiones del email.

Listado de componentes:

LISTADO DE COMPONENTES

Resistores Valor Capacitores Valor
R1,R3,R6,R8,
R12R13,R14
= 4k7Ω C1,C2 = 1000 µf/35V
R2 = 22Ω C3 = 100µf/63V
R4,R16 = ver texto C4,C7 = 100 pf/63V
R5 = 10k C5 = 10 µf/35V
R7,R10 = 1k C6 = 1 nf/63V
R9 = 2k2 C8 = 56 pf/63V
R11 = 470Ω/1W C9 = 47 µf/63V
R15 = 15k C10 = 4700µf/63V
R17 = 10Ω/1W C11 = 820 pf/63V
R18,R19,R20,R21 = 0,22Ω/3W C12 = 100nf/63V
R22 = 4k7/1W
Semiconductores
R23,R24 = 47Ω B1 = P. rectificador B40C1000
R25 = 5k6 B2 = P. rectificador B80C5000/3300
R26 = 270k D1,D8 =
Diodo rectificador 1N4007
P1 = pot. 50k lin. D2…D5 = Diodos Schotkly 1N4148
P2 = pot. 1k lin. D6 = Diodo zener
de 3V3 400mW
P3 = pot. ajust. 2k5 D7 = Diodo Led rojo
P4 = pot. ajust. 250k T1 = BC559C PNP transistor
Varios T2 = BD241 NPN transistor
S1 = Interruptor bipolar T3,T4,T5 = 2N3055 NPN transistor
M1,M2 = Galvanómetro 100 µ A IC1 = µA723C regulador
Tr1 = Transformador de red 2x12V/0.5A IC2,IC3 = µA741 OpAmp
Tr2 = Transformador de red 33V/4A
F1 = Fusible 2’5 A
Da = Disipador de Aluminio 3x 2N3055
Los comentarios serán bienvenidos.

REVISIONES:
14/04/13. Se añaden imágenes del disipador y monteje del TO-3.
26/10/09. A petición, se puntualiza en el ajuste de la fuente.
16/07/09. A petición, se añade lista completa de componentes fig.307C.
24/04/09. Se añade imagen del ensamblado de 1987.
25/07/08. Añado notas que aclaran conceptos.
Modifico esquemas de las figuras 306 y 313.
20/09/07. Modificar errores T1 es PNP y R17 es de 10.
14/06/04. Mejoras en: la primera, segunda y tercera parte y figuras.
04/12/02. Cambios en los valores de C1 y C2 por los correctos.
03/10/02. Mejoras en las imágenes del esquema electrónico, el PCB y calidad.
18/05/01. Presentación de la lección.

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71 comentarios en “Fuentes de Alimentación

  1. Muchisimas gracias, por toda esta información, para un aficionado como yo a la electronica esta info es muy valiosa, llevo unos dias mirando tus ejemplos y me han servido de mucho.

    Gracias!

      1. hola bue nas tardes como armo una reguladora para una bateria de 24 volt 5A para regualrlo de 15 volt a 24 volt por medio de un poten
        ciometro la alimentacion es una bateria seca

        1. Hola Javier.

          Corrígeme si no estoy en lo que tu intentas decirme.
          He entendido que tienes una batería de 24V 5A y lo que quieres es regular la salida desde 15 Voltios hasta los 24 Voltios. Si es así, necesito saber el consumo que genere el objeto que ha de alimentar, sin ese dato no se puede hacer mucho.

          Aclara este punto y si es posible indícame mejor lo que pretendes.

          Saludos.

  2. Disculpa, Tengo 12 Años y voy en el taller de electronica pero necesito ver si no me puede enviar un diagram de una F.A. Con un LM317T Porfa

    1. Hola Linda, espero que te vaya bien en el taller de electrónica, en cuanto al diagrama que me comentas, quizás pueda servirte el que se encuentra en el tema con el nombre fig. 303, el cual tiene un mínimo de 1’2 Voltios hasta los 30V. Y si lo quieres que de desde 0 Voltios hasta los 30 V (no me dices la tensión máxima que necesitas), puedes utilizar el de la fig.303b

      Espero que te sirva cualquiera de los dos. Si tienes alguna consulta que aclarar, no dudes en indicarlo, será un placer como siempre responder las consultas.

      Saludos Vicente García.

  3. ¡ Muchas grácias por compartir !
    ¿Cuál es el rango de regulación de corriente de Fig. 303b? El rango de voltaje me es muy útil. Ya he buscado mucho y solo encuentro en su blog una fuente con regulación de voltaje y de CORRIENTE, al menos explícitamente indicado. Aclaro que no soy electrónico, solo aficionado.

    1. Hola Carlos.
      ¿El rango de corriente que puede dar este circuito?.
      En estos momentos, no recuerdo esos datos, de mi experiencia, cuando hice dicho montaje. Depende de los componentes que uses en tu montaje, en las hojas de datos del fabricante viene una reseña al respecto. Se puede calcular con: I(out) * R1 = V(ref)
      Sin embargo, no creo que tenga un gran margen, especialmente debido al problema que representa el potenciómetro, ya que, debe soportar bastante corriente.
      Si estás pensando en realizar un montaje con garantía, te recomiendo la ‘Fuente de Laboratorio’ que está al final de este artículo.
      Espero te sirva la respuesta. Si eliges realizar la FL, cualquier duda que tengas, planteala.

      Saludos.

  4. hola me llamo cesar soy un poco nuevo en esto tengo un proyecto de una fuente de 30V 10A y por cuestión de espacio quiero cambiar los 2n3055 por tip35 me preguntaba si tendría un inconveniente para manejarlo con el lm723 ya que según la hoja de datos tengo 25A 100v y 125w y segun las operaciones que hice a 30v tengo una caida de tension de solo 8v multiplicado por los Amperes me da 80w saque la idea de este proyecto pero veo que el lm 723 es ideal para este proyecto http://www.neoteo.com/images/Cache/8BFCx900y900.jpg
    de ya agradezco toda la ayuda que da esta pagina

    1. Hola electronauta, de lo que me dices; Sí, puedes cambiar los 2N3055 por los TIP35. Eso sí, debes procurar un buen disipador en cualquier caso. Respecto de los pretendidos 10 A que indica el fabricante, personalmente lo desestimo, con 3A y un buen disipador, pueden funcionar sin pedirle grandes variaciones puntuales. En otro caso, tendrás una estufa en lugar de una fuente de alimentación.

      El 723, ofrece un notable rendimiento (vigila las altas frecuencias, con filtros), siempre que respetes sus condiciones de trabajo. Puede funcionar muy bien, con casi cualquier tensión de entrada, claro usando en su caso un diodo zener y una resitencia para acondicionar su alimentación (en ese caso se dice que es flotante).

      Si necesitas 10A o más de salida, deberías pensar en utilizar varios TIP35 en paralelo, naturalmente depende del tiempo de trabajo que le des. Vigila las resistencias de emisor, son extrictamente necesarias. Estás manejando una potencia bastante considerable y hay que minimizar los riesgos (piensa en los gastos), los TIP35 que sean TO-218 mayor superficie de disipación.

      Otro dato a tener en cuenta es que, la diferencia de tensión entrada/salida, no debe ser inferior a los 8Voltios.
      Respecto del circuito que me indicas, no estoy seguro de que tenga control alguno de la corriente de salida.

      Espero te sirva mi respuesta. Saludos.

  5. hola muchas gracias por la explicacion pero aun tengo una duda como debo disipar, aislar y conectar el 2n3055, las patillas base emisor no deben tocar el disipador? el colector tambien? no comprendo muy bien ese detalle, seria de gran ayuda que me dijera paso a paso y como va el transistor colocado. Gracias

    1. Hola Jessica, gracias por tus elogios.
      Viendo que no tienes claro el modo de realizar el montaje de los transistores de potencia 2N3055 o en su caso cualquiera de similares condiciones, he realizado una ampliación en la documentación o lección sobre fuentes de alimentación.
      Puedes ver este añadido, creo que está bastante claro y si tienes alguna duda, no dejes de comunicarlo.

      Gracias.

  6. Buenos dias,
    Tengo una duda, en la fuente de alimentacion simetrica ajustable que esta despues de la imagen 310 los reguladores son los 7812 y 7912? tenia entendido que esos eran fijos, en su defecto me gustaria saber como se logra variar el voltaje con ellos.
    Necesito una fuente +/-24 variable a 2 am y esa me parece bien, aunque sea de 30, he probados otras fuentes y se les cae el voltaje, a que se debe?
    Gracias por responder un abrazo

  7. Hola Yesica.
    Efectivamente los reguladores 7812 y 7912 son fijos, sin embargo, fijate en la forma en que se han conectado. Por cierto, los terminales de IC1 e IC2, por descuido, están mal indicados en el esquema.

    Lo correcto es: terminal1-INP (izq.) terminal3-GND (medio) y terminal2-OUT (der.), véanse las hojas de datos del fabricante. Sigamos.

    Consideremos una rama, la de ‘arriba’, si te das cuenta, se han configurado como … Efectivamente, como reguladores de corriente constante (la salida a través de R3 (120 Ohms) se conecta al terminal común. No digo masa), la corriente regulada, comanda la base de Q1, que es el que esta regulando realmente la tensión de salida. Q3 y R5 (0’22 Ohms, 15W), se encargan de regular la corriente de salida.

    Como decía, el terminal 3 de IC1, está conectado a la salida negativa del rectificador, a través de R2 (470 Ohms) y los pot. Pa1 y P1, esto permite modificar la corriente constante que alimenta la base de Q1, desde 0V a la tensión requerida de salida.

    Para la rama de ‘abajo’ se repite el mismo argumento, con los cambios de tensión adecuados.

    Espero haber dado respuesta a tus dudas.

    Saludos.

  8. Hola.

    Tengo un problema con la fuente de alimentación de un Roland TR-808 (tiene 30 años) que no funciona bien del todo y he dado con esta página de casualidad. Mis conocimientos de electrónica no son muchos, y me gustaría saber si es posible resolver alguna de mis dudas, que son:

    1ª: En el propio circuito hay unas indicaciones del voltaje que debe existir en determinados puntos, pero cuando los compruebo existen diferencias de varias décimas de voltio e incluso voltios, e incluso los valores varían aleatoriamente ¿esto es normal?

    2ª: En el caso de que no lo sea, ¿a qué puede deberse este fallo?¿Los condensadores electrolíticos?¿transistores?

    3ª:¿Cuáles suelen ser los fallos habituales de una fuente de alimentación?

    Bueno, para no abusar lo dejo de momento aquí, con la esperanza de hallar alguna respuesta a estas cuestiones… Muchas Gracias anticipadas, sea lo que sea, y un Saludo.

  9. madre mía, la verdad es que es un excelente tutorial, se agradece muchísimo tu trabajo.

    Tengo una duda, te comento mi problema.
    Siguiendo un tutorial de internet estoy fabricando mi propia fuente de laboratorio. consiste en poner en serie dos fuentes ATX de PC. Con lo cual consigues 24v, pues bien, ya tengo el regulador de tensión fabricado, va de 1,2v a 24v como máximo 1A. me preguntaba si me puedes indicar el circuito de un limitador de corriente (max 1A) regulable para ponerle en serie a los bornes de esta fuente. Gracias, espero su respuesta.

    1. Antes de nada, gracias David por tus palabras.

      En cuanto a tu consulta y por lo que comentas, debes estar hablando de un regulador como el LM317 en cada rama PC, con el que obtienes los margenes de 1’2V a 24V. No esta mal tu plan y siguiendo desde este, igualmente puedes añadir un limitador de corriente, claro en cada uno de los ramales, con sendos LM317 que yo te recomiendo sean con encapsula en TO-3 o en su defecto la TO-220, si tienes espacio, es conveniente que les pongas disipadores de calor aislados.

      En principio, fíjate en la figura 303b, como punto de partida. La tensión de +5V, la puedes utilizar para reducir el límite inferior (los 1’2V) tal como se aprecia en la mencionada fig. y conseguirás los 0V. Y respecto del limitador de corriente, lo mismo, lleva cuidado con el potenciómetro P2 del esquema, quizás requiera un pot. de más vatios. Si quieres una corriente fija, máxima de 1A, ajusta P2 al nivel adecuado y mides la resistencia en cada lado del P2, las sustituyes por RX y RX’ y ya tienes el limitador a 1A.

      Espero que hayas entendido la descripción. Si tienes dudas, comunícame tus preguntas.

      Un saludo.

  10. Hola vicente.
    Viendo este maravilloso tuto que has publicado, alomejor me decido a montarme una fuente de laboratorio. ¿Habría posibilidad de conseguir el circuito pcb para hacerme yo todo el resto?

  11. Hola Vicente ante todo gracias por la informacion detallada, precisa y entendible. Estoy realizando un pequeño proyecto el cual consta de 4 pequeñas fuentes independientes con voltaje de salida 12v y 2A de corriente. Debo construir cada una de estas fuentes luego armar el tablero y de cada una de ellas alimentar 4 dispositivos. La fuente debe ser estabilizada y con proteccion contra corto circuito, he visto la de la figura 308 (Es la correcta para mi tipo de fuente?) pero hay cosas que no entiendo como los valores de los condensadores por ejemplo el de 2200uf 25v no deberia ser de 5000uf como minimo? (basandome en lo leido sobre que por cada amper el capacitor debe ser de 2000uf). Aguardo su respuesta para ponerla en marcha en caso que este en lo correcto. Saludos

    1. Laureano, gracias por tus palabras.

      La fuente de la figua 303b, te puede servir, adaptando los valores adecuados, el problema mayor es que la corriente máxima que puede entregar es de 1’5A.

      Por tanto, está bien que hayas pensado en el esquema de la figura 308, es cierto que en la figura, el condensador de filtro es de 2200uf/25V, en realidad debería ser de 4700uf/35V que es el valor comercial, como bien apuntas, los amperes por 2, nos indicará los microfaradios a utilizar. Respecto del cerámico de 0’470, es para evitar que auto-oscile el regulador, puedes aplicar uno de 220/63V.

      Pon atención al circuito compuesto por Q2-R1-Rsc, se encarga de proporcionar un límite de corriente a Q1, evitando su destrucción. R1, suele ser muy baja y de alta potencia sobre 10 vatios.

      Espero haber despejado las dudas que comentas, así como que tengas éxito en tu labor. Si necesitas aclarar alguna duda, indicamelo.

      Saludos

  12. Gracias Vicente, como no soy electronico tengo algunas dudas con la lista de componentes que debo usar para la construccion. Paso a detallar:

    Las resistencias no entiendo la notacion por ejemplo R7 3k3 Ω Aj (el 3k3? y el Aj?) esto respecto al diagrama 307c, ademas de que potencia las debo adquirir para mi proyecto de la figura 308?

    El diodo D1, 1N4007, en nuestro caso su funcion es evitar que la corriente circule en sentido contrario?, con lo cual no importa su salida promedio de 1A?

    No entiendo lo que es RSC.

    R1 es una resistencia de 3 ohms y segun usted aconseja por encima de los 10W (que funcion cumple tal)

    El IC 78XX cual seria?

    Y por ultimo el capacitor ceramico de 0,1uf, de cuatos volts? o cual deberia tomar?

    Gracias de antemano y a ver si pedo hecharle mano a la fuente.

    1. 3k3 Se refiere a una resistencia de 3300 Ohms
      Ajs. se refiere a ajustable, se trata de un potenciómetro
      Rsc es Resistencia sensor de corriente.
      La resistencia de la potencia especificada, es debido a que pasa una alta corriente y se calentará por ser de bajo valor ohmico
      En cuanto al diodo en efecto, un 1N4001 a 1N4007 puede servir.
      Los 78XX, se refiere a un regulador del voltaje necesario y adecuado al valor comercial deseado
      En cuanto al valor de tensión de los condensadores cerámicos, como siempre, debe estar por encima del valor nominal en caso de corriente continua y el doble estándar si es alterna.

      Una observación.
      Sería recomendable que se ayudara de los consejos de algún conocido que tenga conocimientos de electrónica, antes de abordar cualquier proyecto que conlleve riesgos personales y económicos. Cuando hablamos de corrientes de 2A o más con tensiones de cierto nivel, es muy aconsejable tener en cuenta la comentada supervisión de un profesional.
      Me parece muy bien que tenga iniciativa, sin embargo, en miras a no caer en la decepción, sería conveniente que le asesorara un amigo cercano que como digo, tenga conocimientos de electrónica.

      Laureano, páseme su email y le daré respuesta a su consulta.

      Gracias por su interés.

  13. Hola, antes de nada un saludo y el agradecimiento por la información más que útil.

    Una pregunta si me permites:
    En el apartado de fuente de alimentación de potencia, para una intensidad de 2.5 A con un regulador 7812 ¿ qué Rsc debería colocar?
    Si además indicaras aunque sea mínimamente el cálculo que realizas, sería ya fantástico.

    1. Otra duda: indicas que para el circuito 308, la resistencia R1 debe ser de alrededor de 10 W y no lo acabo de entender ya que Laureano habla de 12 (V) y 2 (A) por lo que una resistencia de pequeño valor (pongamos 3 ohms que es el valor que recomienda ST para su regulador 7812 con protección para cortocircuito) por la que circularán como mucho 2 (A) serían alrededor de 6 (W) que ya es un valor alto para una resistencia, pero 10 (W) obligaría a usar una resistencia de carcasa de aluminio o una cerámica de tamaño considerable y dependiendo del circuito puede ser un bulto considerable.
      En resumen dos preguntas:
      (1) Lo del cuadro anterior relativo al cálculo de la Rsc
      (2) ¿Es necesario tanto margen entre el wataje teórico y el de la resitencia a utilizar?

      Gracias y un saludo cordial

        1. Vicente , un saludo cordial de nuevo
          Una primera cuestión:
          ¿El razonamiento para los +5 (V) que indicas es el siguiente? :
          La tensión en el secundario no es tensión eficaz, por tanto si queremos 12 (V) en el regulador necesitaremos 12 x 1.4142 = 17 (V) en secundario, a los cuales habría que añadir la caida de tensión que pueda haber en R1

          Y ahora una duda relativa a la resistencia de corto circuito (Rsc):
          Utilizas la VbeQ2 de -5 (V) que el fabricante indica que es la Vbe máxima para el transistor en corte (Ic=0) pero justamente de lo que se trata es de que, suponiendo que por el regulador ya circulan 0.5 (A), cuando por Q2 circulen los otros 2 (A) máximos deseados, Q2 entre en conducción para que de este modo no llegue corrente al regulador y deje de funcionar obteniendo 0 (V) a su salida ¿estás seguro que esta VbeQ2 = -5 (V) es la que necesitamos o habría que calcular para IR2>2 A cual sería VbeQ2?
          No sé, es una duda a la que llevo dando vueltas un tiempo y no acabo de verlo claro. Estoy intentando analizar el nodo Q2-R2-Q1 pero el único valor seguro de que dispongo son los 2 A de corriente máxima.

          ¿Quién dijo que la electrónica era fácil?

          1. Hola Ramón, gracias por tus palabras.

            En cuanto a tu consulta del cálculo de Rsc, pensé que está indicado en el mismo esquema.
            La formula que aparece, es la que proporciona el propio fabricante, al igual que el esquema, por cierto, en el esquema BD534 aparece como NPN y en realidad es PNP.
            Si te fijas Rsc = VbeQ2 / Isc, es decir, la Rsc es igual a la tensión base-emisor del transistor Q2, dividido por la intensidad que atraviesa Rsc, esto es así. La Vbe dice ser de -5V según el fabricante, esto, en el caso de 2A, supone 2’5 Ohmios, para tener un pequeño margen se le pone una de 3 Ohmios.
            A tu segunda consulta, en parte tienes razón, pero, sólo en parte. Por partes, la tensión rectificada debe ser sobre 5V mayor que la de salida, suponiendo una tensión de salida de 12V más 5V, estamos hablando de 18V, porque contemplamos la tensión antes del regulador. Ciñéndonos a estos datos; 18V y 2A, el resultado es de 9W (vatios).
            Espero haber aclarado un poco el tema.

            Saludos.

  14. Hola de nuevo…
    Bien, antes de nada una rectificación y pedir disculpas por escribir antes de pensar. Después de darle vueltas veo que el nodo a analizar para la Rsc es simplemente R2-VebQ2 y que, para el valor que yo no tenía claro (los -5 V), VbeQ2(max) va evidentemente a saturar este transistor y por tanto los -5(V) ya están bien tomados.
    Como no encuentro curvas para el 2n6124 he buscado otro PNP similar para la configuración tratada que podria ser el BD912 y en este sí hay dato para Veb(sat)=2.5 (V); en este caso R2 sería de algo más de 1 ohm.

    Saludos

  15. Hola.
    Primero que todo felicidades por tu blog. Segundo tengo una consulta, tengo que hacer una fuente de poder ajustable como proyecto de una materia en la Universidad y uno de los requisitos es que en la salida deberán medirse 0v (cero voltios), como mínimo.
    Tengo el montaje en el protoboard y es parecido al de la imagen que esta justo después de la figura 10, difiere en que tengo un transformador de 12-0-12/2A y estoy usando los transistores Q1 5200, Q3 BC548, regulador lm317 en el canal positivo y Q2 A1943, Q4 2n3906, regulador lm337 en el negativo; también el diodo 1n4007 que se encuentra sobre Q1 y Q2, no lo tengo, y quisiera que me explicaras mejor lo del potenciometro doble, en mi caso solo tengo una lineal para cada canal. Espero no incomodar con todo esto, te agradezco anticipadamente.

    1. Hola Mary, gracias por tus palabras.
      Cuando dices:
      "también el diodo 1n4007 que se encuentra sobre Q1 y Q2, no lo tengo, y quisiera que me explicaras mejor lo del potenciometro doble,"
      Entiendo que te refieres a la función de los diodos 1N4007. Ambos tienen la función de evitar la destrucción del transistor al que protegen, de las corrientes inversas.
      En cuanto a tu consulta sobre el potenciómetro, éstos deben ser lineales, por lógica, tu necesitas una tensión de salida que aumente de forma lineal según vayas modificando la posición del mismo, porque una tensión que se multiplique con cada variación del pot., sería bastante incomodo de manejar. Siendo así, imagínate lo que representaría, ajustar de forma independiente ambos pot. para una misma tensión +5V y -5V por ejemplo.
      Por último, los LM317 y LM337, debes refrigerar así como aislarlos debidamente, es decir, cada transistor con su refrigerador.
      Espero haberme explicado.

      1. Si entiendo lo que dices, ahora mi consulta es sobre el potenciometro, tengo el lineal de 5k, tengo problemas al colocarlo en el nodo entre el led y su resistencia, al variar la posicion del potenciometro el voltaje se queda casi fijo casi en el maximo que puede entregar y varia de 15,62 a 15,79v.
        Que me recomendarias?
        De nuevo, GRACIAS!!!
        ;)

  16. Hola Vicente! Mis sinceras felicitaciones por el blog, está genial.

    ¿Sabe dónde puedo encontrar modelos de transformadores como el de la figura 305c para PSpice? Me gustaría simular el circuito que le envié ayer por email pero no sé cómo modelar ese transformador ni tampoco lo encuentro en las librerías. Es un roqmo mod.620 de 200V 2A que con la configuración que me interesa me da dos salidas de 15V 1A.

    Gracias por todo!

  17. Hola, felicidades por el blog. Y como no, tengo una duda. Hice la fuente de alimentación de laboratorio, (la de la revista), lo que ocurre es que cuando salta la protección de cortocircuito, tengo que apagarla para resetearla. Juraría que vi por algún lado que se podía insertar un pulsador para resetearla, ¿sabes como hacerlo?. Saludos y gracias.

    1. Gracias Pepe por tus palabras.

      Supongo que estás confundido, la fuente de alimentación de 60V 2A, sí necesita un pulsador para resetearla, si no te entiendo mal, te refieres a La Fuente de Alimentación de Laboratorio.

      La Fuente de Alimentación de Laboratorio, no necesitas resetearla, sólo desconectas el dispositivo bajo prueba y dispondrás de la tensión de trabajo.

      Veamos: Conectas la fuente y mueves el Pot.1 (Voltios) ajustas a la tensión de prueba. El Pot.2 (corriente), si no sabes el consumo del dispositivo bajo prueba, lo dejas cerca del mínimo (esto te asegura que si el consumo es mayor que lo ajustado por el Pot.2, se disparará la protección, encendiéndose el LED D7), aclarado esto, seguimos.
      Ahora las salidas de la fuente, las conectas al dispositivo y pueden ocurrir dos cosas:
      – 1) Que el voltímetro siga marcando la tensión que habías ajustado y por lo tanto el amperímetro mostrará la corriente que consume el objeto bajo prueba, indicando que todo está dentro de los parámetros previstos y por tanto puedes pasar a analizar otros motivos por los que no/si funciona, digo esto por no enrollarme mucho.
      – 2) Que el voltímetro muestre una caída de tensión y al mismo tiempo que el amperímetro muestra la corriente que consume, el diodo LED se encenderá, mostrando que hay un consumo superior al esperado.
      Si dicho consumo consideras que está en los parámetros adecuado, entonces, trata de corregir el valor del Pot.2 para que se manifieste el consumo que requiere y entonces dejará de lucir el LED. En ese momento, el voltímetro aumentará su valor hasta la tensión prevista y el amperímetro mostrará la corriente de consumo. Salvo que exista un cortocircuito en el objeto bajo prueba, cosa que deberás averiguar y evitar.

      Vaya perorata, espero haber descrito el funcionamiento de cómo utilizar la FAL (Fuente de Alimentación de Laboratorio).

      Saludos.

  18. Muchas gracias por responder. Algo debí hacer mal, pues a mi al cortar por consumo, se enciende el led rojo y no me resetea. Todo lo demás lo hace bien, regula bien el voltaje y el consumo, el problema viene al sobrepasar el consumo preestablecido. A no ser que los transistores de potencia no sean los 2N3055 sino unos que recuperé ya que venían con su disipador y una placa de CI. Son unos MJ de mejores caracteríaticas. Pero por eso no debería pasar nada, ya que el problema creo que vendrá por el circuito de limitación.
    Tendré que revisar pues los componentes, a ver si metí la pata por algún lado.
    Saludos y gracias

  19. Primera vez, que leo vuestra pagina, en busca de mejorar algunos pequeños proyectos
    ….aunque parezca mentira,lo que mas me ha llamado la atencion , es la cordialidad , el
    respeto y esmero , en el trato a quienes efectuan preguntas , una sincera felicitacion
    por su buena labor. cordialmente – JM

  20. Hola Vicente,
    Gracias por compartir tus conocimientos y tu tiempo con todos.

    Verás, estoy intentando montar un circuito que funciona a 5V, y tengo que coger la alimentación desde una batería de litio que tiene entre 30 y 42V, según estado de carga. El consumo del circuito será de menos de 1A.

    Mis conocimientos de electronica son muy limitados, así que pensaba que me bastaría con un regulador 7805. Como este no acepta una entrada de 42V, le puse antes un divisor de tensión para bajar a unos 20V… pero claro, al pinchar el regulador, toda la corriente se va por el y tengo una caida de voltaje a la entrada de este bestial, así que el invento no funciona.

    Ahora ando un poco perdido. No veo que existan reguladores monolíticos que acepten directamente 42V… o si?
    La otra opción, por lo que veo, es montar una fuente buck dc-dc conmutada, pero lo veo un poco complicado para mis conocimientos…

    Agradecería cualquier consejo por tu parte.

    Gracias de antemano.

    Roberto

    1. Hola, Roberto.

      No se como has realizado el cálculo del divisor de tensión que comentas, por otra parte, si hay algunos reguladores que utilizando ciertos “trucos” pueden alcanzar hasta los 100V en su entrada, pero eso puede ser un buen desafío para ti. En alguna parte de mis artículos recuerdo haber tratado este tema.

      Mira el artículo que realicé en: “http://hispavila.com/3ds/tutores/divstension.html” y
      “http://hispavila.com/3ds/tutores/fuente60vx2a.html”
      En ellos encontrarás respuesta a tu problema.

      De todas formas, volviendo al problema que tienes, probaría con un LM317 que admite un máximo de 40V, con este, el divisor de tensión tiene menos diferencial y por lo tanto, la desviación en cualquier caso sería admisible. La verdad es que no lo he probado.

      Ya me dirás que tal tu experiencia.

      Saludos Vicente.

      1. Hola Vicente,
        Muchas gracias por tu respuesta.
        He mirado los artículos que me recomiendas con detenimiento, pero creo que esa fuente es demasiado para lo que necesito.
        El problema no lo tengo con el divisor de tensión en sí mismo.Este trabaja bien, sacándome el voltaje teórico que calculé. El problema es que la salida de este divisor será la entrada del regulador. Al compartir el negativo tanto divisor como regulador, en realidad lo que estoy haciendo es poner en paralelo el regulador con la resistencia pequeña del divisor. La corriente, entonces, deja de circular por la resistencia pequeña del divisor y se va casi toda por el regulador, ya que su resistencia interna es muy baja, como ya sabes. En resumen, me parece que un divisor de tension más un regulador monolítico es una combinación que nunca funcionará, verdad?

        En realidad, la pregunta más directa que podría haberte hecho es la siguiente:

        ¿Cual crees que es la manera mas sencilla y económica de bajar un voltage que varía entre 30 y 42V, a un voltage de 5V constantes, siendo el consumo del circuito de 1A máximo?

        Muchas gracias de antemano.

        Roberto

        1. Hola, Roberto.

          Realmente no es recomendable el uso de un regulador monolítico en esas condiciones. Por lo que te recomiendo que pienses en utilizar un regulador de mejores perspectivas como es le LM723, de igual forma puedes encontrar información en esta dirección:
          http://www.diarioelectronicohoy.com/blog/fuente-regulable-60v-2a

          Verás que se describe un ejemplo que puede con una entrada Vi de hasta 100V y en cuanto a la corriente, depende del transistor de salida que utilices.

          Ya me cuentas como te parece.

          Saludos Vicente.

  21. hola como esta hice hace algun tiempo una fuente regulable con lm 317 como el de la fig 303 (con 2 en paralelo) pero intente hacer el regulador de intencidad con lm 317 y no se si le erro en la coneccion pero no me regula la intencidad conecto tal cual dice dos resistencias de 1 K en paralelo con un potencimetro de 500ohms y un led pero no regula intencidad tendria alguna foto del coneccionado y a esto se le puede poner un amperimetro que me indique que amperaje estoy regulando gracias por los aportes soy aficionado a la electronica

      1. hola Don Vicente no me deja mandar por acá imágenes, lo que le decía es que yo ya tengo una fuente armada por mi con lm 317 tal cual la imagen 303 que esta mas arriba (creo que es de las mas simples con este tipo de regulador) la diferencia que yo le hice fue poner dos lm 317 en paralelo para llegar así a los 3 amp. hasta ahora me funciona bien, lo que siempre quise hacerle fue regular la intensidad de salida o sea poder bajar el amperaje de salida, arme un circuito para regular la corriente como esta en la figura 303b con otro lm 317 pero no consigo regular quizá estoy haciendo mal las conexiones del pote o quizá la Rx desde ya gracias

        1. Hola Edgar.

          Es cierto que este medio no permite el envío de imágenes, inténtalo por medio de:

          https://www.flickr.com/

          Tendrás que abrirte una cuenta y podrás subir tus imágenes. Creo que es lo más adecuado.

          Estoy revisando lo que me dices y cuando vea tu esquema, trataré de darte una solución.

          Saludos.

  22. HOLA DON VICENTE de verdad que gusto encontrar a hombres como usted en la red serios en sus comentarios y e visto que a intentado ayudar a algunas personas con sus dudas de verdad me da mucho gusto e visto dos documentos uno de drays y el de fuentes excelente los dos me gustaría saber dónde puedo ver bien la imagen del EL CIRCUITO CON EL I.C. µA723 que está publicado aquí porque no se ve cuando lo amplias para ver sus componentes saludos
    mi correo es amigotigre@hotmail.com

    1. Hola Paul.

      Gracias por tus palabras.
      En cuanto a tu consulta del LM723, tienes que especificar a que esquema te refieres, habrás visto que hay bastantes esquemas sobre este circuito.
      Indícame a que esquema te refieres, de todas formas he mejorado la imagen del 306, por si te refieres a esta.

      Saludos.

  23. Hola de nuevo don Vicente tendría algún documento para crear electroimanes lo que pasa que quiero alimentar una bobina con una fuente regulada para ver cómo se comporta la bobina que alimente con CD y por lógico en su centro un núcleo de hierro para crear un electroimán
    Pero he leído que las bobinas son difíciles de conmutar con un transistor a ver si me esplique quiero conmutar una bobina con un transistor tiene algún circuito, idea o página para checar un servidor es de México saludos
    Mi correo es amigotigre@hotmail.com

  24. Vicente . saludos, primero gracias por el aporte con su tutorial.
    soy estudiante de electrónica … 3 ciclo… me enseñaron como hacer una fuente, bueno mas bien a montarla ,,, quisiera saber como hacer una fuente en la que pueda regular el voltaje(0-30v) y ademas pueda regular la corriente/intensidad(max 5A).
    le agradecería mucho me responda y de nuevo gracias
    correo: bbarrenecheapalmieri@gmail.com
    bbarrenecheapalmieri@gmail.com

  25. Hola Bryann
    Gracias por tus palabras.
    Esta muy bien lo que me dices sobre tus estudios de electrónica, sigue en ello.

    En cuanto a construir una fuente de las características que dices, no es una petición nueva de mis lectores, por ese motivo, he realizado un nuevo tutorial que de alguna forma cubre esas expectativas, en cuanto a la intensidad, es una cuestión de añadir más transistores de potencia en la salida, como ya se describe en cada caso.

    Aunque para los cálculos, puede servirte este artículo mismo.

    Puedes encontrar información en:
    http://www.diarioelectronicohoy.com/blog/fuente-ajustable-de-alimentacion

    Espero te sirva para ampliar tus conocimientos.

    Saludos.

    1. Hola, Luci
      Considero que el circuito que cumple con ciertas garantías el enunciado que me indicas, sería el correspondiente al esquema que aparece como figura 306.
      Naturalmente, tendrás que calcular los valores de los componentes.

      Espero que tengas claro el tema, ya me dirás.

      Saludos.

  26. Hola Vicente!
    Estoy abocado a un proyecto donde necesito una fuente de corriente constante de 1A, 10A y 100A para construir un ohmetro/ mocroohmetro para medir resistencia de contacto, vale decir una fuente estable de corriente conocida y la lectura directa mediante voltímetro.
    Aguardo su gentil aporte
    un cordial saludo

    1. Amigo Humberto.

      Esto que me comentas como bien sabes, son palabras mayores. El problema que presentas tiene dos vertientes, una la corriente en sí misma, que es bastante importante, estás planteando corrientes importantes y la otra, me refiero a lo de constante.

      Estamos sin duda, ante un proyecto de envergadura industrial y como tal debes abordarlo. ¿Tal vez se trata de baños de electrólisis?

      No puedo ser más explicito y añado, tendrás que disculparme, son corrientes muy considerables con las que nunca he lidiado.

      1. Vicente:
        Gracias por tu respuesta!
        se trata de someter a contactos de interruptores de alta tensión a una corriente importante y medir su caída de tensión para determinar su resitencia. Sé que se trata de una corriente importante, he pensado implementarlo con reguladores tipo LM317 el tema es controlar la corriente, busco un circuito con transistores en paralelo, o tiristores, o algún componente de potencia
        Gracias
        un cordial saludo
        Humberto

        1. Hola Humberto, has pensado en utilizar transistores MOSFET?

          Considerando las corrientes que mencionas, una opción son los thiristores y los MOSFET, sin entrar en demasiados detalles, creo que son una mejor opción.

          Espero que tengas éxito en tu proyecto.

          Saludos.

    1. Hola Juan Pablo.

      La figura que mencionas, evidentemente tiene unos cálculos que hay que tener en cuenta.

      No obstante, si lees con atención el contenido del artículo podrás determinar los cálculos necesarios para tu caso concreto, piensa que el esquema es un esquema general que puede servir para un amplio rango de casos, dependiendo de las tensiones y corrientes que necesite un técnico en cada momento.

      Espero que la respuesta te ayude a indagar en el tema, todo lo que pides se encuentra descrito en el artículo incluso hay algún ejemplo.

      Saludos Vicente.

  27. hola doy clases de electrónica y siempre le di mucha importancia -al tratado de fuentes variables de tensión y corriente—-felicito por lo practico y completo articulo practico de fuentes—y por su dedicación a la docencia..

  28. Hola Vicente, voy a realizar el proyecto que publicas “F- ALIMENTACION DE LAVORATORIO”.
    –Queria saber si el voltaje real minimo es de 0v, o que resistencia hay que cambiar por preset calibrarlo.
    –La otra pregunta es si las referencia Us y Ws son para estabilizar en casos de alto consumo, que problema existe en caso de dejarlas conectadas siempre. cumple alguna función desconectarlas?
    –Para colocar instrumentos digitales hay que retirar P3 P4 R25 R26?.
    Muchas gracias por los circuitos y por tu tiempo.
    Saludos

    1. Hola Leo.
      Me parece que la decisión que has tomado, la habrás contemplado con atención y seguridad. Ten en cuenta que representa un desembolso a tener en cuenta, realmente no quiero que lo tomes en lo negativo, sin embargo me gustaría que estuvieras convencido.
      En cuanto a tus preguntas:
      1.- Efectivamente, si llega a 0V en la salida (naturalmente si se ajusta debidamente).
      2.- La respuesta respecto de las salidas +Us y -Us, está descrita en el párrafo último de la descripción del esquema, justo donde dice:

      “Las Salidas +Us positiva y -Us negativa, son las correspondientes a los hilos sensores, en caso de que la toma de tensión sea muy larga y de alta corriente, debería ponerse, para compensar las pérdidas.”

      Esto indica que no es necesario su uso, salvo en el caso de que estés aplicando a la carga una considerable corriente mediante unos cables con baja sección y de una longitud extrema (por ejemplo 5A con cables de 2 metros de largos), en ese caso, debes utilizar un par de cables de inferior sección (ya que se comportan como sensores) para compensar la probable caída de tensión producida por dichas condiciones.

      Leo, espero haber aclarado tus dudas.

      Saludos de Vicente.

  29. Muy buena información la que proporciona.
    Solo quisiera pedirle un favor, veo que en la figura 303 la salida es de 1.2 a 28v y 1.5A, yo quisiera realizar una con ese mismo esquema que pudiera dar estos valores de salida: 1.2 a 12v y 1.5A.
    Podría ser tan amable de pasarme ese mismo esquema adaptado para las especificaciones que le mencione antes.
    De antemano gracias.

    1. Hola, Denis.

      La información que me pides, la puedes encontrar en el artículo que puedes encontrar en:

      http://www.diarioelectronicohoy.com/blog/fuente-ajustable-de-alimentacion

      Además, incluso podrás lograr los 0V, si es el caso. Los valores de los componentes se describen en el propio texto y si tuvieras que obtener un valor distinto, como al parecer mencionas (12V), se me ocurren varias posibilidades, entre las que puedes elegir.

      Saludos Vicente.

  30. Hola Vicente, soy Leo otra vez, ante todo gracias por tu respuesta anterior, ya comencé a realizar el circuito impreso de la “F. fuente de laboratorio” algunos componentes los compre otros los tenia.
    La ultima pregunta es porque la fuente usa 3 unidades del 2n3055 si la hoja de datos dice que soporta hasta 15 amper cada uno?. Me ayudaría mucho tu respuesta para aprender ya que vengo observando esto con varios circuitos ( otras fuentes, amplificadores, etc.) en los que la cantidad de transistores sobrepasa varias veces la potencia que se desea obtener.
    Suponiendo que alimento la fuente con un trafo de 25v 3A, no alcanza un solo 2n3055 suponiendo 3A sobre el 2n3055 y 25v x 3A = 75W?
    Muchas gracias por la dedicación y por tu tiempo
    Saludos.
    Leo.

    1. Esta bien, amigo Leo.

      Veo que tu interés por aprender está entre tus prioridades. Intentaré aclararte tus consultas.

      Si, es cierto, las hojas de características que presentan los fabricantes dicen exactamente esos valores que tu mencionas, sin embargo, tu no vas a utilizar dicho dispositivo en las condiciones extremas que expresan ellos.

      Por ejemplo, no lo vas a poner a 3A, en 1ms y a una frecuencia fx que ellos han probado. Por el contrario, tu como el resto de mortales, los dispositivos los ponemos a “trabajar” en un mundo real, en el que hay cierto rizado en la tensión, una posible auto-oscilación y por no hacer muy tedioso el tema, ya lo he expresado los usamos en el “mundo real”, esto me ha dado cierta experiencia y creo sinceramente que muchos lectores lo podrían atestiguar.

      Te diré que, en condiciones normales y con la precaución de haber dotado de un refrigerador de aluminio adecuado, un 2N3055H, puesto con una carga de 1’5A a 12V. después de 15 minutos, toma una temperatura de alrededor de 50 ºC o más que si no es mucho (sin duda, a la corta, no va a condicionar la vida del transistor), sin embargo, te puede dar una idea de cuan importante es respetar las consideraciones que se suelen hacer cuando un técnico indica unos parámetros de trabajo en un dispositivo.

      En mi experiencia, no he conseguido superar los 1’5A sin ocasionar posteriores problemas.

      En cuanto a tus cálculos, realmente no estas acertado. Si tienes 25V en alterna, después de rectificados y filtrados, tienes 25 x 1’4142 = 35’35V a lo que aplicando 3A, tendrías 106 W (Vatios). El fabricante habla de 150W, ya pero no sabes en que condiciones.

      Es normal que tengas estas preguntas y es bueno que consultes. Espero haber aclarado un poco tus dudas.

      Saludos de Vicente.

  31. necesito saber el porque no encuentro en esta pagina una pieza de fuente de alimentación MF-6118 PLL-DVD-15W,de un microcomponente STROMBERG CARLSON MOD.MC101(Y1)gracias.

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