Fuente regulable 60V 2A

Prologo.

Existen muchas descripciones referentes a distintas fuentes de alimentación, sin embargo, no hay tantas que alcancen tensiones de valores altos. No son muchas las ocasiones en las que se presenta utilizar tensiones mayores de los 40 o 50 Voltios. Hay que tener en cuenta que una fuente que alcanza los 50 Voltios y 2 Amperios, exige unos parámetros concretos.

En ciertos momentos en nuestro laboratorio o taller, necesitamos disponer de una fuente de alimentación regulable desde 0V a 60V y que sea capaz de entregar al menos 2A a la máxima tensión de 60V. Naturalmente, estos parámetros no son muy normales. Veremos los principios que debemos tener en cuenta cuando proyectamos crear una fuente de alimentación con estas características.

Naturalmente, los parámetros descritos antes, no son muy normales. Veremos los criterios que debemos tener en cuenta cuando proyectamos crear una fuente de alimentación con estas características.

El esquema.

Se trata de una potencia elevada y conlleva un estudio en el que tener en cuenta, aquellos elementos que, puedan manejar potencias sobre los 130 vatios, cableados de sección adecuada, semiconductores capaces de soportar tensiones y corrientes elevadas superiores a las que tengan que entregar normalmente. Por ese motivo he decidido tratar en parte este aspecto en esta fuente de alimentación.

Después de tratar varios artículos sobre fuentes de alimentación, algunos con resultados muy logrados por su calidad/precio, se presentaba un nuevo reto. En los últimos tiempos, se me presentó un  proyecto para una fuente de tensión que necesitaban para un tema de paneles solares, cuyas características requerían que fueran de 0V a 60V y un máximo de 2 A.

Pensé en adaptar algún proyecto que ya hubiera realizado, pero naturalmente los 60V de salida requieren de unos cálculos concretos y pronto decidí que lo mejor sería realizar el proyecto desde el principio pensando en esta tensión, esto pasaba por obtener una tensión de unos 80V después de filtrada y con la potencia de 120 W con una carga de 2 Amperios.

El circuito electrónico está basado en el popular LM723, un regulador muy completo del que tantos proyectos se han desarrollado. No obstante, en esta ocasión vamos a basarnos en una versión capaz de soportar cerca de los 100 Voltios, como se puede apreciar en la figura siguiente:

circuito electrónico basado en el popular LM723Este es el esquema de partida.

Utilicé el programa Proteus Desing demo, con el que preparé el esquema que se muestra a continuación:

esquema6

En el propio esquema eléctrico, se aprecian los valores de los componentes, por lo que no habrá necesidad de hacer un listado de los mismos. Haré referencia a ciertos componentes debido a su relevancia, en este proyecto.

salida_sin_carga

La siguiente es, una prueba realizada con una carga (resistiva) en la salida y a un mínimo de 1V, como se puede apreciar en la figura.

salida_carga_med

En la siguiente figura, se muestra el circuito funcionando con la salida en carga (resistiva) a 60V y una corriente de 2A. Se pueden apreciar las tensiones existentes en distintos puntos del circuito.

salida_con_carga

A tener en cuenta.

No olvidemos que la tensión de salida es de 60V, esto quiere decir que en la entrada tenemos que disponer de los mencionados 80V, esta tensión es considerable, por lo que se deben tomar las precauciones debidas, tanto con los cálculos, como con la seguridad personal, así mismo, se deben utilizar cables de salida de cierta sección y calidad y con un máximo de longitud, para no tener excesivas pérdidas en los mismos.

Por ejemplo: El diodo D1 (1N4007) marcado como Diodo Protector, está conectado en oposición. El motivo de esta disposición, es para evitar la destrucción del transistor 2N3055 por contra corrientes, en el caso de cortar la tensión de red y que permanezca conectada la salida a una carga capacitiva o una batería por ejemplo.

Otro componente muy a tener en cuenta es el DZ1 que nos permite alcanzar una tensión tan alta. Téngase en cuenta que el fabricante del circuito integrado LM723, recomienda los siguientes parámetros:

valores_723

Se hace evidente que aplicar una tensión superior a los 40 Voltios en la entrada de este circuito integrado, acabará en un desastre, algo que podemos evitar si utilizamos un diodo zener DZ1 de 36 Voltios, esto nos dará un margen de 16 V. suficiente para nuestros propósitos.

Los transistores NPN de potencia, pueden ser sustituidos por tipos de mejores características, yo utilicé un RCA 2N3055H que aún disponía, pero ese ya no se fabrica, pueden servir los BD751C o cualquiera con Vce 120, hFE de 25-100 y una corriente de 5 A. Una vez más, los transistores de potencia, deben estar aislados y suficientemente refrigerados, para evitar cortocircuitos y sobre calentamientos que acortarán su vida útil.

No obstante, este esquema que, funciona perfectamente, tiene una importante falta de seguridad ya que no dispone de un sistema de des-conexión, ante un eventual cortocircuito, por este motivo no está completo.

En el paso siguiente deberíamos añadir un sistema de seguridad que desconectase o al menos reduzca en lo posible el deterioro de la fuente, si en algún momento se produce un corto que, por otra parte puede ser provocado deliberadamente o por que el dispositivo bajo prueba, se encuentre en estado de sobre-carga o cortocircuito.

Se adjunta el archivo realizado con Proteus que puede descargar de aquí.

El sistema que nos proteja de una descarga, ya ha sido descrito en repetidas ocasiones, de modo que si usted está interesado deberá repasar esos artículos que hablan extensamente sobre los métodos que le pueden servir para asegurar una des-conexión cuando se produzca una circunstancia que lo requiera. Ese tema será un reto que abordaremos en otra ocasión si fuera necesario.

ANEXO 1.

FUENTE AJUSTABLE DE 400 W.

Dado el número de peticiones, consultas y preguntas por una fuente ajustable con características de mayores prestaciones, como respuesta al estas, he realizado unos pequeños cambios que nos permitirán una fuente ajustable de mayor potencia. Naturalmente, cuando tratamos de potencias de 400 Watios, se deben tomar las precauciones estrictas de manera que no tengamos accidentes que por otra parte son bastante frecuentes.

En esta ocasión no voy a entrar en demasiados detalles, así que, si usted está interesado en realizar esta versión, le sugiero que tome las debidas precauciones de seguridad y considere la parte económica.

Una vez aclarado el tema, considero que disponemos de un transformador capaz de entregar la potencia sugerida en los siguientes parámetros:

 El resto de componentes son los descritos en el esquema con sus valores.

fuente_ajust_0a60v_0a10amps_26082016

Y esto es todo por el momento. He de decir que este esquema no lo he probado en realidad, sólo a nivel de programa de Proteus, si alguien lo prueba, espero me lo indique para verificar su buen funcionamiento.

Espero haber dado respuesta a las consultas que me han realizado.

Gracias a todos.

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36 Responsesso far.

  1. Parker Sein Desio dice:

    Holla su espacio online es muy bueno,es la tercera vez que hay visitado su website, buen espacio!
    abrazo

  2. Nikolay dice:

    Hola, magnifico diseño, me a sido de mucha utilidad, aunque e intentado hacer funcionar el diseño con voltaje negativo, peor no e tenido exito.
    En lo posible quisiera saber como se puede adaptar este diseño para funcionar con Voltaje Negativo.

    Muchas Gracias.

    • V. Garcia dice:

      Nikolay. Si pretendes realizar una fuente simétrica, considero que este no es un esquema que te sirva, salvo que hagas dos idénticos y los controles por separado antes de aplicar las tensiones, cosa que me parece desproporcionada.
      Saludos

  3. Excelente trabajo, continúen con esta labor.

  4. Check This Out…

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  5. jose joaquin gomez d dice:

    Decir: “Muchas gracias” es poco para la labor que realizan. A aquel que pida mas, que le piquen rastrojo.

  6. alonso dice:

    Solo habla del diodo volante del que todo el mundo sabe y no dice más de nada más. Increible. ¿Son ciertos los comentarios o son parientes suyos?.
    Sinceramente alfonso

    • Acepto tus palabras Alonso sobre las faltas o errores que pudiera cometer sin intención, no obstante, debo pedirte que, respetes los comentarios que los visitantes se deciden realizar desde su propia iniciativa, te aclaro que, no conozco a ninguno de los visitantes que han enviado sus comentarios, sea cual sea su consideración, así mismo, respeto tu punto de vista.

      Sólo por aclararte un poco el tema, el esquema que se presenta en este artículo es uno más de los que se pueden ver en los temas sobre fuentes de tensión regulada. No obstante, la particularidad de este circuito es la posibilidad de conectar una tensión de entrada de hasta 100V, cosa no muy común en otras publicaciones.

      Ciertamente no he hecho una pormenorizada descripción de cada parte, considerando que es bastante recurrente el tema. Por lo visto, no es suficiente, así que, lo siento por ti. Si necesitas alguna aclaración de parte alguna, indícalo y trataré de responder.

      Gracias por todo.

  7. Francisco Antonio Bedoya Carvajal dice:

    Muchas gracias Vicente García
    Los temas estan muy interesantes.

  8. Jonathan dice:

    Hola Vicente, muchas gracias por tu trabajo. Estoy tratando de realizar una fuente de tensión de 40v regulable y me parece muy interesante tu post. No se si dispones de algo más de información sobre este diseño, o si es posible que me enviases el archivo para simular tu diseño en el proteus.
    Un saludo

    • Hola Jonathan, Gracias por tus palabras.

      En cuanto he leído tu petición, mi primera reacción naturalmente fue responder, con la ingrata sensación de no encontrar los datos que deberían estar en su lugar habitual o en todo caso en alguna de las copias de todos los trabajos que he realizado desde siempre y que dispongo o al menos eso creía.

      Como digo la esa sensación de cuando has perdido algo que ya dabas por terminado. El caso es que, no he podido recuperar ni en parte la mencionada información. Por tanto, estoy retrasando tu respuesta hasta disponer de dicha documentación que estoy rehaciendo.

      Espero no causar demasiados problemas y tan pronto como tenga terminado el trabajo, lo voy a subir al blog.

      En cuanto a la fuente, te puedo asegurar que al menos en el simulador funciona muy bien. Estoy preparando un pequeño vídeo con los resultados.

      Saludos y hasta pronto.

  9. Jonathan dice:

    Muchas gracias Vicente, y no te preocupes por tardar, solo faltaba que encima de que nos regales tu trabajo, tengas que hacerlo con prisas.
    Un saludo y muchas gracias

  10. Lucho dice:

    Estimado Vicente muy interesante el artículo, he visto varios diseños similares en la web mas simples o mas complicados con el archiconocido LM723 . Este diseño me parece un punto intermedio e interesante por el hecho de manejar tanta tensión…
    Por lo que se aprecia Q2 trabaja sensando la corriente sobre el resistor de 0.22 ohm lo que haría un corte por corriente a unos 3.6 Ampers … si mal no entiendo esto es un sistema tipo FoldBack por lo que (en mi humilde opinión) no seria necesario colocar un circuito de corte por cortocircuito.
    De hecho si se pusiera un diodo en serie con R6 y en paralelo conectáramos un potenciometro con su cursor a la base de Q2 dejando colector y emisor donde están podríamos ajustar el corte por corriente de 0 a el máximo permitido.
    Un abrazo y siga adelante con tan buenos post.

  11. Raúl dice:

    ¿Cómo hacer para que esta fuente regulable de 60V pueda entregar hasta 10A?

    • Hola Raúl, deberías poner más transistores de potencia en paralelo y en cada uno una resistencia de bajo valor, dependiendo de la corriente que necesites, básicamente esa o esas resistencias sirven para estabilizar la corriente de cada transistor de potencia y evitar así que entren en avalancha, con lo que podrían llegar a destruirse, de echo eso es lo que destruye estos transistores. Por cierto, cada transistor (2N3055) entregará sobre los 2,5A o 3A con un buen refrigerador.

      Espero que te sirve la respuesta.

  12. jorge dice:

    hola buenas… tendran mas informacion de este circuito, como mas concreta porque va cada componente y existe la poslidad que me envien el proyecto por porteus ya que lo hice pero no lo logro arrancar al 100% y el link de descarga o arranca.

    desde ya gracias

  13. santiago dice:

    buen dia, me gusto la fuente, necesito hacer una de 50 volts para unas lamparas led de mi tv, la fuente ya no la pude reparar y probando 4 reguladores de 12v en serie para sumar los 50 volts logre encender las lamparas junto con un circuito driver con mosfet, mi duda en esta fuente que haces es:

    la fuente de alimentacion o BAT1 es de 80v, ¿esto es un transformador de 80 volts AC o una fuente de 80v DC? por que es muy dificil encontrar en el mercado un trans formador o fuente de 80v.

    espero no molestar y agradeceria tu ayuda si es posible.

    gracias por tu timpo

    • Hola Santiago.

      En el circuito descrito arriba, hago referencia a una batería ideal de 80V, debido a que la parte del transformador y filtrado está descrita en otras ocasiones en estas mismas páginas.

      Si necesitas 50V y 1A para alimentar el dispositivo que indicas, el transformador debe ser al menos de 40V y 2A en alterna, lo que después de rectificado y filtrado te entregará alrededor de 56V y 2A, suficiente para tus deseos.

      La formula es sencilla: Tensión/√2 = Tensión_de_uso ; Vo/1.4142 = Vi ;

      Para saber la tensión que necesitamos en el transformador.

      Espero haber disipado tus dudas.

      Saludos.

  14. Carlos Alberto Sánchez dice:

    Cordial saludo, he visto todo el proyecto de este proyecto, lo realice pero no me regula los la variación de los voltajes, solo me da salida, pero no logro hacer que me realice variación de los voltajes, me podrías ayudar a buscar la solución, necesito este proyecto para probar varios equipos los cuales manejan voltajes hasta los 36 voltios, 15 a 20 ampers. Feliz dia

    • Hola Carlos Alberto Sánchez

      Ningún inconveniente en ayudarte, pero dime algo más que tensión de entrada tienes y qué tensión de salida te entrega.

      Sin embargo, te diré que repases del montaje, la tensión de alimentación del IC en el punto del diodo zener patilla 12 del 723, las conexiones del IC 723 y la salida de la patilla 11.

      Probablemente esté en uno de estos sitios el problema que indicas.

      Espero tu respuesta para ayudarte.

      Saludos.

  15. Carlos Alberto Sánchez M dice:

    Cordial saludo, gracias por la respuesta, tengo un transformador 12-0-12, 2A, al realizar la rectificación, y filtrado, me salen algo más de 31 voltios, al conectarlo a ese proyecto me da la misma salida, pero no he logrado hacer que con el potenciómetro de 5k variable me baje el voltaje donde deseo que llegue como se ven en la simulación. Mi idea es utilizar este proyecto que lo veo muy bueno, para realizar pruebas con inversores de sistemas solares, los cuales, unos manejan voltajes DC, entrada de 12v, 24, y otros que manejan 36 voltios, tarjetas de sistemas de bombeo de agua los cuales manejan hasta 60 voltios, Lo que pretendo es utilizar este muy buen sistema para una vez reparados, realizar las pruebas a niveles de 500 o 1000 w, Para lo cual poseo un toroidal que conseguí, el cual me da 29-0-29, en salida sin rectificar, y al realizar el rectificado y filtrado me da unos 81 voltios, El amperaje que he podido medir en una sola línea de 29v me da unos 15 amperios, lo cual es ideal para realizar las pruebas que necesito, No se si con este proyecto lo pueda realizar o depronto usted me recomiende otro que tenga en su larga trayectoria de sabiduría en conocimientos o experiencias. Se que para este proyecto debo cambiar los 2N3055, por transistores de potencia, como los P75NF75, los cuales manejan 75 v, 80A, u otros de este tipo que manejan altos voltajes y amperaje, gracias feliz día

  16. Carlos Alberto Sánchez M dice:

    Cordial saludo, bueno realice varias pruebas del voltaje, a 12v 2A, pin 12 del lm723 da 31,2v, pin 11 16.5v. En 24v rectificados 34.5v, me da en los pines 12 del lm723, 5.2v, y en el pin 11 34,2v, el potenciómetro no funciona para ningún lado, lo he cambiado por 1k, 10k, 20k hasta 100k y ninguno funciona.

  17. Hola Carlos Alberto Sánchez.

    He estado revisando todos los pasos que indicas y creo que debes ir paso a paso.

    Es decir, primero veamos porque no ajusta la tensión tu montaje. Creo que tienes un problema con las resistencias R2 y R4, repasa sus conexiones ya que este punto es muy definitorio.

    http://www.diarioelectronicohoy.com/blog/fuente-regulable-60v-2a/2016-05-20_problema

    Como puedes ver, en la imagen de salida y a un mínimo de 1V, en la simulación he variado la R2 a 79K, para obtener 1V con carga. En definitiva, si no te ajusta el potenciómetro, el problema lo tienes en la conexión del cátodo del zener DZ1 que no va a masa. Seguramente tu lo tienes a masa, revísalo.

    He probado lo que te indico y da el resultado que tu indicas.

    Ya me dices como te va.

    Los otros pasos ya los contemplamos luego.

  18. Carlos Alberto Sánchez dice:

    Cordial saludo, gracias por la información y orientación, verificare y cambiare la resistencia a 79k, el zener de acuerdo al diagrama en la parte de abajo no va a masa, lo tengo como se encuentra el diagrama, gracias feliz día.

  19. Carlos Alberto Sánchez dice:

    Cordial saludo, he realizado el cambio de la resistencia por la de 79k y todo sigue igual, el diodo de 36v se colocó como se muestra en el diagrama; el voltaje no varian para ningún lado es fijo. gracias.

  20. Alfredo velazquez dice:

    Buen día una pregunta este regulador podría funcionar para un alternador generador eolico de 80 volts?
    Gracias y saludos

  21. Alfredo velazquez dice:

    Buen día una pregunta este circuito regulador se puede usar en en un generador eolico que produce 80 vcd para regularlo a 12 volts ?

    • Hola Alfredo Velazquez.

      En principio te diría que sí. Siempre que no superes en ningún momento los 100V, como ya se insinúa en el artículo.
      Si decides realizar pruebas, te recomiendo que vigiles las secciones de los cables, así como las pistas, el zener y no pierdas de vista que estarás trabajando con potencias (80Vx2A=160W) que pueden causar grandes problemas de salud a parte de los económicos.
      Espero que tengas éxito en tu proyecto.

      Saludos.

  22. carlos dice:

    Cordial saludo, muy buen proyecto, lo probé a con solo una salida de un transformador la cual me da 20v y aproximadamente 10 a 15a, me funciona bien después de realizar unos ajustes, da entre 150 a 200w, pero quiero colocar los dos secundarios para aumentar potencia la cual necesito, y se me esta presentando problema quema los BD140, al probarla con un transformador que me da 53v, rectificados, igualmente con con el transformador que me da salida de 63v, el amperaje es de aproximadamente 30a, en los dos casos me quema los BD140, al tomar voltaje en el pin 11 da los 53 o 63 voltios, pin 12 de acuerdo al zener lo he probado con 20, 27 y 36 voltios, sigue igual, me podría ayudar para corregir esta parte, necesito este proyecto para un laboratorio de pruebas, para lo cual necesito, al menos 400w de salida. para menejar 12, 24 y 36 voltios y como mínimo 400w de salida. gracias.

    • Hola Carlos.

      No se si responderte la consulta o realizar un nuevo proyecto que se refiera a una fuente ajustable en tensión de 0 a 60V y corriente de 0 a 10A. La cuestión es que teniendo en cuenta que estamos tratando con potencias que conllevan un alto riesgo de peligro físico a parte de los costos económicos, se puede lograr realizando unos pequeños cambios en el mismo circuito.
      Voy a incluir en esta respuesta el circuito correspondiente con sus valores y posteriormente haré el añadido al artículo.

      Este es el circuito:
      Fuente ajustable 0a60V y 0a 10A.

      Decididamente he realizado un anexo al artículo y espero que de luz a los interesados.

  23. carlos dice:

    Cordial saludo, tomando buena parte de su diseño, la tengo en prueba, realizando algunas modificaciones, bueno tengo el siguiente problema, me funciona bien de 20v a 60v, pero no me baja el voltaje de aquí, he realizado modificaciones en las resistencias R1 y R3, pero sigue igual, me podría ayudar. tengo duda sobre las resistencias R16, la cual dice 390 15w, esta referencia esta bien?, porque es difícil encontrar esta tipo de resistencia. El transformador que estoy utilizando es un 20 – 20, 10 y 15 amperios cada linea para un total de 20 a 30 amperios. Gracias feliz dìa.

    • Hola Carlos.

      Sin el esquema comprenderás que me es difícil dar respuesta a tu consulta, ya que el esquema no se corresponde con el tuyo.
      En cuanto al transformador que comentas, entiendo que te refieres a dos salidas de 20V y 10 A + 20V y 15A cada una. No creo que puedas obtener una salida de 20 a 30A.
      Necesitaría tu esquema para poder responder algo coherente a tu consulta.

      Saludos.

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