{"id":21,"date":"1999-06-22T21:06:50","date_gmt":"1999-06-22T19:06:50","guid":{"rendered":"http:\/\/electronicapractica.crearblog.com\/?p=6"},"modified":"2022-03-08T12:13:04","modified_gmt":"2022-03-08T11:13:04","slug":"leccion-3-fuentes-de-alimentacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/leccion-3-fuentes-de-alimentacion","title":{"rendered":"Lecci\u00f3n-3 Fuentes de Alimentaci\u00f3n."},"content":{"rendered":"

<\/a><\/p>\n

Introducci\u00f3n.<\/span><\/h2>\n

El motivo de estas lecciones no pretenden sentar las bases de los conocimientos sobre electr\u00f3nica anal\u00f3gica o digital, sin embargo antes debemos revisar los conocimientos de la electr\u00f3nica anal\u00f3gica, si el lector considera que sus conocimientos son suficientes, espero sepa disculpar este pre\u00e1mbulo. 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 s\u00f3lo concepto en alguno de los visitantes, ya me dar\u00eda por satisfecho. Tambi\u00e9n te puede interesar como saber la temperatura de tu PC<\/a>. De todos modos, GRACIAS, por anticipado.<\/p>\n

He de aclarar que, una fuente de alimentaci\u00f3n estabilizada, puede construirse de dos modos gen\u00e9ricos, paralelo o serie. En este tutorial nos ocuparemos de fuentes de alimentaci\u00f3n serie. Para empezar se revisar\u00e1n los puntos m\u00e1s importantes a tener en cuenta para construir una fuente de alimentaci\u00f3n estabilizada, con unas caracter\u00edsticas adecuadas para alimentar un circuito electr\u00f3nico con especificaciones digitales.<\/p>\n

El dise\u00f1o de fuentes de alimentaci\u00f3n estabilizadas mediante reguladores integrados monol\u00edticos (reguladores fijos), resulta sumamente f\u00e1cil. Concretamente para 1A (amperio) de salida, en el comercio con encapsulado TO-220, se dispone de los m\u00e1s populares en las siguientes tensiones est\u00e1ndar de salida:<\/p>\n

TABLA1<\/strong><\/span><\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Tipo 1A positivo<\/span><\/strong><\/td>\nTensi\u00f3n\/Salida<\/span> <\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
UA7805<\/span><\/td>\n 5<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7806<\/span><\/td>\n 6<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7808<\/span><\/td>\n 8<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7809<\/span><\/td>\n 9<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7812<\/span><\/td>\n 12<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7915<\/span><\/td>\n 15<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7818<\/span><\/td>\n 18<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7824<\/span><\/td>\n 24<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA7830<\/span><\/td>\n 30<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
UA79XX<\/span><\/td>\nVersi\u00f3n negativo =<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Todos estos reguladores tienen en com\u00fan que son fijos y que proporcionan adecuadamente refrigerados una corriente m\u00e1xima, de 1A. Veremos un ejemplo en el esquema b\u00e1sico de una fuente de alimentaci\u00f3n de 5 V y 500 mA en la Fig. 301<\/p>\n

\"TO-220AB.gif\"<\/a><\/p>\n

fig,301<\/p>\n

Adem\u00e1s de estos, en el mercado se pueden encontrar los reguladores ajustables de tres patillas o m\u00e1s, con diferentes encapsulados en TO-220AB, TO-3 y SIL, seg\u00fan la potencia y fabricante. Los m\u00e1s populares son los 78MG, LM200, LM317, LM337 y LM338, etc.<\/p>\n

Los fabricantes de los reguladores recomiendan que la tensi\u00f3n entregada por el secundario del transformador debe ser como m\u00ednimo 3V superior a la tensi\u00f3n nominal del regulador (para un 7812, la tensi\u00f3n del secundario m\u00ednima ser\u00e1 de 15V o mayor), esto tambi\u00e9n tiene que ver con la intensidad de consumo que se le exija a la salida de la fuente.<\/p>\n

El Transformador.<\/span><\/h2>\n

\"transfo1.gif\"<\/a>El transformador para una alimentaci\u00f3n estabilizada debe ser, un transformador separador, esto quiere decir, que ha de disponer por seguridad, de dos devanados separados galv\u00e1nicamente (el\u00e9ctricamente), no es conveniente utilizar los llamados auto-transformadores los cuales como se sabe est\u00e1n construidos por una \u00fanica bobina o devanado, el cual est\u00e1 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.<\/p>\n

Dependiendo de la aplicaci\u00f3n a la que se destine la fuente de energ\u00eda, deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las caracter\u00edsticas del transformador. La tensi\u00f3n en vac\u00edo del secundario debe multiplicarse por la ra\u00edz cuadrada de dos<\/span> (\u221a<\/span> 1’42). En cuanto a la intensidad haremos hincapi\u00e9 en la corriente que se le exigir\u00e1 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 m\u00e1ximo espor\u00e1dico, como punto medio, es buena idea aplicar el mismo criterio del factor ra\u00edz cuadrada de dos, lo que indica una intensidad sobre 4A.<\/p>\n

Hay dos tipos de transformador, los de armadura F o E-I y los O toroidales, estos \u00faltimos tienen un mejor rendimiento, no obstante esto no es determinante, por otra parte, es importante que los devanados est\u00e9n separados f\u00edsicamente y deben ser de hilo de cobre, no de aluminio, lo que reducir\u00eda el rendimiento.<\/p>\n

El Rectificador.<\/span><\/h2>\n

\"rectificador_puente.jpg\"<\/a>Para rectificar una tensi\u00f3n debemos tener muy claro el tipo de fuente que vamos a necesitar, en contadas ocasiones optaremos por una rectificaci\u00f3n de media onda, un caso particular es el de un cargador de bater\u00edas sencillo y econ\u00f3mico, en todos los dem\u00e1s casos, es muy conveniente disponer de un rectificador de onda completa, para minimizar el rizado. Los diodos encargados de esta funci\u00f3n han de poder disipar la potencia m\u00e1xima exigible adem\u00e1s de un margen de seguridad. Tambi\u00e9n est\u00e1n los puentes rectificadores que suelen tener parte de la c\u00e1psula en met\u00e1lico para su adecuada refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n

En algunos casos los rectificadores est\u00e1n provistos de un disipador de calor adecuado a la potencia de trabajo, de todas formas, se debe tener en cuenta este factor. La tensi\u00f3n nominal del rectificador debe tener as\u00ed mismo un margen para no verse afectado por los picos habituales de la tensi\u00f3n de red, en resumidas cuentas y sin entrar en detalles de c\u00e1lculos, para una tensi\u00f3n de secundario simple de 40V, debemos usar un diodo de 80V como m\u00ednimo, en el caso de tener un secundario doble de 40V de tensi\u00f3n cada uno, la tensi\u00f3n del rectificador debe ser de 200V y la potencia es algo m\u00e1s simple de calcular, ya que se reduce a la tensi\u00f3n por la intensidad y aplicaremos un margen de 10 a 30 W Vatios por\u00a0 encima de lo calculado, como margen. En alg\u00fan caso debe vigilarse la tensi\u00f3n de recubrimiento, pero eso es en caso muy concretos.<\/p>\n

El Condensador Electrol\u00edtico o filtro.<\/span><\/h2>\n

\"electrolitic.gif\"<\/a>A la hora de dise\u00f1ar una fuente de alimentaci\u00f3n, hay que tener en cuenta algunos factores, uno de ellos es la corriente que se le va pedir, ya que \u00e9ste es, el factor m\u00e1s importante despu\u00e9s de la tensi\u00f3n. Para determinar el valor del condensador electrol\u00edtico que se ha de aplicar a la salida del puente rectificador en doble onda, para alisar la corriente continua; la regla emp\u00edrica que se suele aplicar, suele estar sobre los 2.000 uF por Amperio de salida y la tensi\u00f3n del doble del valor superior est\u00e1ndar al requerido, o sea, seg\u00fan esto, para una fuente de 1’5 A a 15 V, el condensador electrol\u00edtico debe ser al menos de 3.000 uF\/35V.\u00a0 Para reducir la resistencia serie equivalente, en los condensadores de\u00a0filtrado\u00a0con altas capacidades,\u00a0es mejor usar dos de 4.700 \u00b5F que uno de 8.600 \u00b5F.<\/p>\n

Como se ha mencionado la tensi\u00f3n del condensador, se debe sobre dimensionar, \u00e9sta debe ser al menos diez unidades mayor que la tensi\u00f3n que se recoja en el secundario del transformador o la m\u00e1s aproximada a \u00e9sta por encima (est\u00e1ndar en los condensadores). Este es el margen de seguridad exigible, ya que en muchas ocasiones los valores de tensi\u00f3n a los que se exponen no s\u00f3lo depende de la tensi\u00f3n nominal, tambi\u00e9n hay tensiones par\u00e1sitas que pueden perforar el diel\u00e9ctrico, en caso de ser muy ajustada la tensi\u00f3n de trabajo y m\u00e1xime si estamos tratando con una fuente balanceada, este es otro caso.<\/p>\n

El Regulador.<\/span><\/h2>\n

En el caso de necesitar corrientes superiores a 1A, como ya se ha dicho, pueden utilizarse los reguladores de la serie 78HXX, LM3XX, en c\u00e1psula TO-3, capaces de suministrar 5A, no muy habituales. Otro problema reside en que s\u00f3lo se disponen de 5V, 12V y 15V, que en la mayor\u00eda de los casos puede ser suficiente.<\/p>\n

\n\n\n\n
\"regbipolar.jpg\"<\/a><\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

En el supuesto de necesitar una tensi\u00f3n regulable (ajustable) desde 1’7V a 24V. El regulador a utilizar podr\u00eda ser uno de la serie LM317, LM350 o LM338, la diferencia con los anteriores es que el terminal com\u00fan, en lugar de estar conectado a masa, es del tipo flotante y por lo tanto esto permite ajustarle en tensi\u00f3n. Estos con los encapsulados t\u00edpicos, TO-220 o TO-3.<\/p>\n

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\"LM317.gif\"<\/a><\/dt>\n
Fig. 302<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

En la figura 302, se muestra el esquema b\u00e1sico mejorado. Los condensadores C1 y C2, se emplean con el fin de eliminar tensiones alternas residuales y mejorar el rizado de la rectificaci\u00f3n, en cuanto a los diodos D1 y D2, sirven para la seguridad del regulador, contra tensiones inversas y evitar las tensiones par\u00e1sitas o transitorios que lo destruyan. Es muy recomendable, siempre insistir\u00e9, se deben poner los mencionados diodos.<\/p>\n

Finalmente en la figura 303, se presenta una fuente de alimentaci\u00f3n regulable de 1,7 V a 28 V, respetando los valores de entrada, m\u00e1ximo de 40 V. Para evitar da\u00f1ar el regulador, por exceso de calor, se recomienda refrigerarlo mediante un disipador de aluminio adecuado que encontrar\u00e1 en los comercios especializados del ramo. El potenci\u00f3metro ajustable R2, permite ajustar la tensi\u00f3n 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 conexi\u00f3n inversa fortuita, cause problemas a la fuente por polaridad invertida. Esta fuente de tensi\u00f3n regulada ajustable no dispone de sistema cortocircuitable externo, por lo que habr\u00e1 que llevar mucho cuidado de no producir ning\u00fan cortocircuito en sus terminales de salida, causar\u00eda su destrucci\u00f3n.<\/p>\n

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\"esq_LM317_1.gif\"<\/a><\/dt>\n
Fig. 303<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

FUENTE REGULADA EN TENSI\u00d3N Y CORRIENTE.<\/span><\/h2>\n

El circuito anterior, se puede mejorar considerablemente con s\u00f3lo a\u00f1adir un nuevo regulador que nos permita ajustar la corriente de salida de forma lineal mediante un potenci\u00f3metro 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 potenci\u00f3metro de 500 Ohms para su ajuste lineal.<\/p>\n

Adem\u00e1s, para mejorarlo, hemos a\u00f1adido una tensi\u00f3n negativa de -10V, limitada por una resistencia y un diodo zener de 1,2 V (diodo LM385), que se encargar\u00e1 de proporcionar un punto de tensi\u00f3n negativa en la patilla ‘flotante’ o de masa del regulador IC1, encargado de proporcionar la tensi\u00f3n regulable mediante el potenci\u00f3metro P1, como ocurr\u00eda en el anterior esquema, esto nos permitir\u00e1 obtener una tensi\u00f3n de salida comprendida entre 0V y los 27V (tensi\u00f3n de margen). El esquema descrito se puede apreciar en la figura 303b.<\/p>\n

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\"esq_LM317_2.gif\"<\/a><\/dt>\n
Fig. 303b<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

El diodo LED en paralelo con Rx, nos indicar\u00e1 cuando rebasamos el l\u00edmite de corriente previsto. Con estos ejemplos, se dispone de unos esquemas sobre fuentes de alimentaci\u00f3n reguladas que pueden servir como punto de partida para otros proyectos y porqu\u00e9 no, ellas mismas tal cual, pueden sacarnos de un apuro con unos pocos elementos y un poco de nuestro tiempo.<\/p>\n

EL CIRCUITO PR\u00c1CTICO.<\/span><\/h2>\n

Alguien puede decidirse por trazar las pista por el sistema de rombos, cubos y rect\u00e1ngulos, por que le lleva menos trabajo, aunque esto no es importante, siempre que las pistas admitan la corriente m\u00e1xima. Esto, consiste en trazar unas l\u00edneas entre lo que ser\u00e1n los terminales de los diferentes componentes que, se habr\u00e1n dispuesto en posiciones adecuadas separando de esta manera los trazos que representan las pistas, dichas l\u00edneas, ser\u00e1n el cobre que se comer\u00e1 la soluci\u00f3n \u00e1cida que se emplee para su realizaci\u00f3n.<\/p>\n

En la pr\u00e1ctica, la placa de circuito impreso o PCB, con el puente rectificador y el condensador electrol\u00edtico, se pueden apreciar en la figura 304, cuyo esquema esta en la fig. 303. El regulador LM317, se debe montar directamente sobre el refrigerador, aplic\u00e1ndole silicona de contacto y por seguridad un separador aislante y conectar al PCB mediante hilo de 2 m\/m de secci\u00f3n, las pistas de conexi\u00f3n generales se representan con mayor espesor, se ve claramente, debe ser de unos 3 m\/m de ancho, para soportan m\u00e1s intensidad, las salidas para el potenci\u00f3metro que estar\u00e1 en el panel, se har\u00e1n con hilo de conexi\u00f3n de 1.25 m\/m de secci\u00f3n. El led, deber\u00e1 instalarse tambi\u00e9n en el panel.<\/p>\n

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<\/dt>\n
\"\"<\/a>
\nFig. 304<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

Los trazos negros, representan las pistas del circuito impreso y son la \u00fanicas de la placa pcb. El transformador adecuado, ha de entregar los 22V y 1’5A, como se ve \u00e9ste, est\u00e1 sobre dimensionado por seguridad y un segundo secundario de 7V 0’5A.<\/span><\/p>\n

Otro caso.<\/span><\/h2>\n

En ocasiones se necesita una fuente de alimentaci\u00f3n regulada con varias tensiones, siendo lo m\u00e1s habitual encontrar en el comercio las tensiones de +12V y -12V. Ahora repasaremos el esquema de una fuente de estas caracter\u00edsticas que nos proporcione una corriente de 1A en cada salida, se puede obtener mas amperios f\u00e1cilmente. 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 ver\u00e1, estos est\u00e1n sobre dimensionados por seguridad.<\/p>\n

Los puentes rectificadores dependiendo de la corriente, deben ser del tipo met\u00e1lico con terminales faston, el terminal positivo tiene un resalte en la caja a parte de estar marcado al lado de \u00e9ste. Los terminales con una (S) deben conectarse cada uno, mediante hilo de secci\u00f3n de 2 m\/m a cada terminal del mismo secundario. El otro rectificador, se conectar\u00e1 de igual modo al otro secundario del ‘transfo’, con esto disponemos de las dos tensiones m\u00e1s o menos iguales a las necesarias en las respectivas salidas de ambos rectificadores.<\/p>\n

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 m\u00e1s fiable. Cada uno puede trazar las pistas como mejor le parezca, pero, debe guardar ciertas reglas, una de las m\u00e1s importantes es la separaci\u00f3n 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 m\u00e1s paso de corriente y deben ser de mayor espesor unos 2 o 3 m\/m ser\u00e1 suficiente para el ej. y procurar trazos lo m\u00e1s cortos posible y las esquinas sin picos.<\/p>\n

Necesitamos tres condensadores electrol\u00edticos (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 m\u00e1s seguridad, cuando se exija el m\u00e1ximo de corriente. La tensi\u00f3n de +5V, la obtendremos del puente que representa el punto m\u00e1s positivo en el montaje, como se aprecia en el esquema general.<\/p>\n

Los reguladores que utilizaremos en esta ocasi\u00f3n, 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. Atenci\u00f3n cada uno por separado, salvo que se disponga entre cada c\u00e1psula y el disipador un separador aislante, en este caso puede usarse un disipador \u00fanico, ya que el terminal central de los reguladores 7812 y 7912, es de signo de tensi\u00f3n diferente y se estropear\u00edan inmediatamente si no se respetan estas reglas.<\/p>\n

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\"pcb_fuente<\/a>Fig 305<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

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 l\u00edneas blancas son las separaciones entre componentes, las cuales, es lo que el \u00e1cido ‘quitar\u00e1’, 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.<\/p>\n

Este, es otro esquema fig. 305c con el cual podemos construir una fuente sim\u00e9trica para nuestro propio laboratorio o taller de reparaciones. En ocasiones se necesita una fuente de alimentaci\u00f3n regulada con varias tensiones, siendo lo m\u00e1s habitual encontrar en el comercio las tensiones de +12V y -12V. Ahora repasaremos el esquema de una fuente de estas caracter\u00edsticas que nos proporcione a su salida una corriente de 1A en cada salida. B\u00e1sicamente, utilizaremos dos partes del esquema de la fig. 302.<\/p>\n

\"esquema<\/a><\/p>\n

Fig. 305c <\/a><\/span><\/span><\/p>\n

El punto com\u00fan de masa, se refiere a las tensiones de +12V y -12V, las cuales se dice que son sim\u00e9tricas, en cambio la salida de +5V es independiente.<\/p>\n

EL CIRCUITO CON EL I.C. \u00b5A723<\/span><\/h2>\n

Un circuito integrado bastante utilizado para realizar fuentes de alimentaci\u00f3n ajustables, es el popular \u00b5A723PC encapsulado DIL de 14 patillas, el cual admite una elevada tensi\u00f3n de entrada de 40V que dop\u00e1ndola puede llegar sobre los 120V dando una salida ajustable entre 2V y 37V a 150 mA, pero en algunos casos como en fuentes para transmisi\u00f3n, se vuelve bastante inestable, por lo que respecta a mi experiencia.<\/p>\n

En ciertas revistas especializadas del sector, se pueden encontrar esquemas mucho m\u00e1s 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.<\/p>\n

En la siguiente figura 306, se muestra el esquema b\u00e1sico de la alimentaci\u00f3n propuesta con un LM723D y debajo el circuito de aplicaci\u00f3n, visto por la cara de los componentes porque es muy sencillo, considero que no requiere mayores descripciones.<\/p>\n

\"fuente<\/a>\"pcb_esquema1.gif\"<\/a>Fig. 306<\/p>\n

Nota.<\/strong><\/h2>\n

En ciertas ocasiones, se presentan proyectos que por sus exigencias no son los cl\u00e1sicos, en el caso de exigir una tensi\u00f3n de salida mayor de 40 Voltios, al proyectar una fuente de energ\u00eda de esas caracter\u00edsticas, el t\u00e9cnico 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 f\u00e1cil eliminar.<\/p>\n

En el esquema, el anterior (ver fig. 306) puede servir para el caso, b\u00e1sicamente es el mismo, salvo que, debe cuidarse la tensi\u00f3n que alimenta al circuito integrado, el cual no admite tensiones mayores de los 40 Voltios seg\u00fan se desprende de las hojas de caracter\u00edsticas del fabricante. Esto se resuelve con una resistencia que reduzca la tensi\u00f3n y un diodo zener con un condensador m\u00ednimo que estabilice dicha tensi\u00f3n. Con esta soluci\u00f3n, se pueden regular tensiones de hasta 125 Voltios con problemas relativos que no se resuelvan con ingenio.<\/p>\n

Algunos Casos Especiales.<\/span><\/h2>\n

En alg\u00fan caso, puede ocurrir que alguien que lea este manual y despu\u00e9s de considerarlo se deprima, debido a que no tiene forma de hallar en el comercio o en su ciudad, los reguladores que se describen m\u00e1s arriba. Entonces, qu\u00e9 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 m\u00e1s realista y lo voy a dejar en 3 A a 45V, eso s\u00ed, requiere una corriente de base bastante apreciable, ya que su b<\/span> (beta) es de tan solo 20.<\/p>\n

Veamos, c\u00f3mo podemos montar una fuente regulada de alimentaci\u00f3n ajustable entre 0V y 30V con una salida de 0A a 3A.<\/p>\n

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 electrol\u00edticos y tambi\u00e9n los refrigeradores, todas las piezas m\u00e1s grandes y de mayor peso del montaje.<\/p>\n

Primero, debemos pensar que vamos a tratar con corrientes bastante importantes sobre los 3 o m\u00e1s amperios junto a unas tensiones relativamente bajas, sobre un m\u00e1ximo de 50V, fr\u00edamente estamos hablando de 150 W (vatios), una apreciable potencia a tener en cuenta.<\/p>\n

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 c\u00e1psula met\u00e1lica TO-3, los diodos rectificadores, deben soportar corrientes de 5A a 8A para tener cierta seguridad (BYX38 o similar) y si es posible refrigerarlos tambi\u00e9n (esto por su cuerpo, es m\u00e1s problem\u00e1tico), veremos c\u00f3mo solucionarlo.<\/p>\n

En cuanto a los transistores, vamos a utilizar un montaje en Darlington, este tipo de montaje tiene la ventaja de multiplicar su rendimiento seg\u00fan la b<\/span> (beta o ganancia), lo que nos dar\u00e1 un mejor aprovechamiento de las caracter\u00edsticas intr\u00ednsecas del transistor por s\u00ed mismo.<\/p>\n

Montaje Darlington.<\/span><\/h2>\n

\"esq_darlington\"<\/a>En la figura de la derecha, puede apreciarse la sencillez del montaje en s\u00ed, es decir, los colectores unidos entre s\u00ed y el primer emisor atacar\u00e1 la base del segundo transistor, esto puede ampliarse, pero no vamos a entrar en ese punto m\u00e1s all\u00e1 de lo que se ve en la figura, el diodo es de protecci\u00f3n.<\/p>\n

El primer transistor cuya base est\u00e1 libre, puede ser un transistor diferente, por ejemplo un BD245B con una b<\/span> de 40 \u00a0y como segundo el 2N3055, en cambio la ganancia del 2N3055 es tan s\u00f3lo de 20, (pueden usarse como primeros los Darlington TIP120 o TIP141B con c\u00e1psula 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, m\u00e1s que suficiente.<\/p>\n

Fuente regulada sin I.C.’s.<\/span><\/h2>\n

Todo esto que hemos visto es muy interesante y cualquiera puede proponerse realizar un proyecto bas\u00e1ndose en alg\u00fan circuito o explicaci\u00f3n 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 \u00e9xito en la realizaci\u00f3n y posterior puesta a punto.<\/p>\n

Sin embargo, cuando un aficionado o incluso un t\u00e9cnico, debido a situaciones en las que nadie quiere entrar, por las cuales no dispone de un m\u00ednimo de dispositivos o dicho de otro modo, cuando no se dispone de circuitos integrados con los que realizar una simple fuente de tensi\u00f3n regulada, disponiendo tan s\u00f3lo de unos transistores y me atrever\u00eda a decir unos pocos, para esos casos o circunstancias, he pensado (l\u00e9ase, me han pedido), que haga una peque\u00f1a descripci\u00f3n de un proyecto que les pueda servir y en eso estamos.<\/p>\n

No se puede describir con pocas palabras el funcionamiento de un circuito de una fuente auto-estabilizada serie, por lo que recurrir\u00e9 a un s\u00edmil para explicar dicho funcionamiento. En la\u00a0figura 307, se muestra una sencilla fuente de tensi\u00f3n fija con un transistor serie T1, hasta aqu\u00ed, todo es correcto, es decir, esta fuente funciona.<\/p>\n

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\"esquema-Fuente-regulada.gif\"<\/a>Fig. 307<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

Supongamos que a la salida de una fuente de tensi\u00f3n continua, conectamos un potenci\u00f3metro ideal, con el fin de obtener tensiones entre 0 y el m\u00e1ximo que nos proporciona dicha fuente, esto es un ajuste manual de la tensi\u00f3n. Ahora, seleccionamos cierta tensi\u00f3n con el potenci\u00f3metro y le conectamos una carga, debido al consumo de la carga, se produce una ca\u00edda de tensi\u00f3n en la salida.<\/p>\n

Para compensar la ca\u00edda de tensi\u00f3n provocada por la carga, tendremos que variar la posici\u00f3n del potenci\u00f3metro a una nueva posici\u00f3n, lo que provoca un aumento de tensi\u00f3n en la salida, esto repercutir\u00e1 en la tensi\u00f3n de salida y tambi\u00e9n en la corriente y talvez se necesite un nuevo ajuste, hasta lograr la tensi\u00f3n deseada, si la nueva posici\u00f3n es correcta, la salida mostrar\u00e1 dicho aumento corrigiendo as\u00ed la corriente de consumo finalmente.<\/p>\n

Sin embargo si variamos la carga o la desconectamos, veremos que la tensi\u00f3n de salida aumenta sin control, por lo tanto, los ajustes mencionados se deben realizar a la misma velocidad que var\u00eda la carga, para estabilizar la tensi\u00f3n de salida. Es f\u00e1cil de entender y tambi\u00e9n que, es muy dif\u00edcil de conseguir de forma manual mantener estable la tensi\u00f3n de salida, por este motivo se utilizan los sistemas electr\u00f3nicos ideados para hacerlo f\u00e1cil.<\/p>\n

Descripci\u00f3n del circuito regulador.<\/span><\/h2>\n

En la figura 307b, se pueden apreciar el circuito te\u00f3rico 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.<\/p>\n

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\nFig. 307b<\/dd>\n<\/dl>\n<\/div>\n

En este esquema te\u00f3rico, podemos apreciar c\u00f3mo el transistor Q3<\/sub> (amplificador diferencial) compara, la tensi\u00f3n de referencia proporcionada por Dz2<\/sub> (permaneciendo constante la tensi\u00f3n del emisor de Q3<\/sub>) y la tensi\u00f3n del \u00abdivisor de muestreo\u00bb, formado por Dz1<\/sub>, P1<\/sub> y R4<\/sub>.<\/p>\n

El nivel de conducci\u00f3n de Q3, depender\u00e1 del resultado de dicho diferencial de tensiones ya descritas. La m\u00e1xima conducci\u00f3n de este transistor, se obtiene cuando la posici\u00f3n del cursor del potenci\u00f3metro P1, est\u00e1 cerca del \u00e1nodo del diodo zener Dz1, en cuyo caso la tensi\u00f3n aplicada a la base de Q3 ser\u00e1 m\u00e1xima, llevando su conducci\u00f3n al m\u00e1ximo, lo que conlleva que la tensi\u00f3n en la base de Q2 ser\u00e1 m\u00ednima y esto proporciona la m\u00e1xima impedancia (o sea, m\u00e1xima tensi\u00f3n colector-emisor) de Q1, reduciendo as\u00ed la tensi\u00f3n de salida al m\u00ednimo. Sigamos.<\/p>\n

La auto-regulaci\u00f3n.<\/span><\/h2>\n

Una forma de reducir el consumo de corriente en un circuito, consiste en reducir su tensi\u00f3n de alimentaci\u00f3n de alg\u00fan modo, esto digamos que, no es muy ortodoxo, ya que una reducci\u00f3n de tensi\u00f3n en P1 produce un cambio de corriente y esto produce una\u00a0reducci\u00f3n de corriente que hemos de corregir y a \u00e9ste cambio le sigue otro cambio, de manera que resultar\u00eda del todo imposible modificar los cambios con la debida celeridad que se exige. Ahora, veamos c\u00f3mo podemos lograr lo propuesto de modo autom\u00e1tico, es decir, compensando la ca\u00edda de tensi\u00f3n por un medio electr\u00f3nico con el que se corrijan y compensen las variaciones que se producen hasta compensar.<\/p>\n

Al aplicar una carga a la salida de una fuente, inmediatamente se producir\u00e1 una ca\u00edda de tensi\u00f3n, proporcional a la carga que, tiende a reducir la tensi\u00f3n de salida. El divisor de tensi\u00f3n (o de ‘muestreo’) del circuito, detecta esta ca\u00edda de tensi\u00f3n, al compararla con la de base de Q3, esto hace que \u00e9ste reduzca su conducci\u00f3n y aumente la tensi\u00f3n en la base de Q2 a trav\u00e9s 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 tensi\u00f3n de salida de forma proporcional para compensar la mencionada ca\u00edda de tensi\u00f3n producida por la carga.<\/p>\n

El tiempo de respuesta ante una variaci\u00f3n en la carga es de unos pocos microsegundos, lo que hace inapreciable la variaci\u00f3n en la tensi\u00f3n de salida. Esto es en s\u00ed, la auto-regulaci\u00f3n. Es evidente la similitud entre lo descrito en el p\u00e1rrafo anterior y el s\u00edmil del potenci\u00f3metro mencionado m\u00e1s arriba.<\/p>\n

FUENTE CORTOCIRCUITABLE.<\/span><\/h2>\n

Con lo descrito hasta ahora, si a la salida de la fuente de la figura 307b se produce un cortocircuito, la tensi\u00f3n en la salida tiende a 0V y la corriente de paso tiende a infinito (bueno a lo que de el transformador), esto har\u00e1 que Q1 entre a conducir al m\u00e1ximo, aumentando as\u00ed su temperatura, que a su vez producir\u00e1 un incremento de corriente, lo que incrementar\u00e1 la temperatura del mismo produciendo el efecto avalancha y en d\u00e9cimas de segundo alcance su punto de destrucci\u00f3n por alta temperatura, a pesar de la auto-regulaci\u00f3n descrita. Veremos c\u00f3mo evitar este efecto (o ‘defecto’) de forma sencilla y efectiva.<\/p>\n

En el siguiente circuito figura 307c, vamos a describir c\u00f3mo realizar una fuente de alimentaci\u00f3n serie regulada y\u00a0 ajustable en tensi\u00f3n y corriente, que adem\u00e1s sea cortocircuitable.<\/p>\n

\"\"<\/a>Fig. 307c – Fuente estabilizada ajustable y cortocircuitable.<\/em><\/p>\n

Como puede observarse en la figura 307C, el esquema pertenece a una modificaci\u00f3n 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 tensi\u00f3n de salida pueda partir de 0 Voltios hasta el m\u00e1ximo previsto por el secundario principal, que puede ser de 12 V hasta cerca de 50V, vigilar las tensiones de los distintos componentes.<\/p>\n

Lo descrito para el circuito de la figura 307b, es aplicable al circuito que estamos describiendo, resumiendo, la carga aplicada a la salida, provocar\u00e1 una ca\u00edda de tensi\u00f3n que acusar\u00e1 la base de Q5 y har\u00e1 que \u00e9ste conduzca menos y como consecuencia, la impedancia colector-emisor de Q5 ser\u00e1 menor, corrigiendo dicha ca\u00edda de tensi\u00f3n.\u00a0 El transistor Q4 se encarga del limite de intensidad, drenando la tensi\u00f3n de salida a 0 cuando la corriente de la carga supere el nivel establecido por R4, el diodo D1 permite que el nivel de limitaci\u00f3n alcance los 100 mA.<\/p>\n

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 m\u00e1s, deben ser de 3 a 4 m\/m \u00d8<\/span><\/span> de secci\u00f3n.<\/span><\/span><\/p>\n

Los componentes.<\/span><\/span><\/h2>\n

Los valores de los componentes necesarios para este tipo de fuentes est\u00e1n incluidos en el propio esquema, debe tenerse en cuenta especialmente la potencia que desarrollan los Q1 (2N3055), Q2=Q3 (BD241), Q4=Q5 (BC337), \u00a0D1 (1N4148), D2,D3,D5 (1N4007), D4 de 8’1V y el diodo D6 es un LED rojo de se\u00f1alizaci\u00f3n.<\/p>\n

Lista de componentes:<\/p>\n