Esquema Proteus Desing

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.

16 comentarios en “Fuente regulable 60V 2A

  1. 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.

    1. 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

  2. Pingback: Facebook Fans
  3. 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

    1. 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.

  4. 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

    1. 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.

  5. 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

  6. 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.

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