FUENTE Dual Variable

FUENTE DE TENSIÓN CONTINUA, DUAL ± 15 v , REGULADA. Esta fuente proporciona dos tensiones de polaridad opuesta de +15v y -15v con respecto a la tensión de cero.  Además de las dos tensiones de polaridad opuesta, da una sola tensi ón de + 15v o de una tensión de + 30v cuando tomamos como referencia de tierra la tensión negativa de -15v. La intensidad de salida que se puede pue de obtener en cada rama depende d epende del transformador que utilicemos y de los circuitos integrados que proporcionan la regulación de las tensiones tensiones y que sin utilizar ningún tipo de disipadores térmicos pueden trabajar holgadamente suministrando corrientes de unos 100 mA. ( Autor Fernando Valcarce Codes) Estos integrados, pertenecen a una familia de circuitos reguladores positivo y negativo d e tensión : y

LM7805 y  y LM7905 LM7905 (Click para revisar el datasheet )

y

LM7812 y LM7912

y

LM317 y LM337

dual v ariable 0 a +/- 30

Fuente de poder V .Fuente de alimentaci n lineal re ulada c n l tí ic   

¡  

¢  

¢

£  

¤  

¢

£  

re uladore LM31  y el LM33 en un arre lo dual para o btener volta je re ulados positi vos y  ¥  

¡  

¥  

£  

¡  

£  

¡  

también ne ati vos. Indispensa ble para el diseño de circuitos de ampli icadoresoperacionales y  ¦  

¡  

otros circuitos inte rados que requieran do ble alimentaci n.   

¡  

Fuente variable dual de 1.2V a 30V, 1 amperio Con este circuito se puede construir una fuente de podervariable con la que se puede obtener cualquier voltaje entre los 1.2 voltios y los 30 voltios. Esta fuente es regulada, lo que indica que puede mantener unvoltajeestable en la salida ante variaciones del voltaje de entrada y las condiciones de la carga. La regulación se hace a través de los circuitos integrados LM317 y LM337 que pueden manejar corrientes de hasta 1 Amperio. Para corrientes mayores se pueden utilizar el regulador positivo LM350 o LM338 de 3 y 5 amperios y el regulador negativo LM337 de 3 amperios. Funcionamiento del Circuito La entrada de la fuente es el primario del transformador, que puede ser a 110v o 220v de corriente alterna dependiendo del lugar . El transformador por ser reductor, entrega 24 voltios simétricos en el secundario. Estevoltaje se lleva a un puente rectificador de onda completa formado por los cuatro diodos, los condensadores de 1000uF forman el circuito de filtrado que se encarga de suavizar la señal. Se puede utilizar condensadores de mayor capacitancia para mejorar el factor de rizado. Los componentes restantes conforman la etapa de regulación, y se encargan de establecer el voltaje de salida y de eliminar al máximo el voltaje de rizado. Los condensadores de 1uF son del tipo tantalio y su función primordial es la de minimizar el rizado. El voltaje de salida se ajusta por medio de los potenciometros de 2K, se recomiendan que sean lineales, para que así elvoltaje de salida tenga una relación directa con la posición del eje del potenciometro. Los diodos D5 y D6 protegen al circuito integrado cuando los bornes de salida se ponen accidentalmente en cortocircuito.

Fu n

 

§  

§  

  

  

  

§  

§  

©  

¨  

  



  

 

.

  



   





   

,

 

  

  

§  

!

"  

  

#  

Grac as a la s m ría de es a fuente, una vers n s m le se 1 2 a 30V pos tivos solo consiste en hacer el lado positivo de la fuente dual, como se muestra en el diagrama. $ 

$ 

%

& 

& 

$

'  

$ 

(  

) 

Dudas?... para eso esta este foro: Dudas sobre la Fuente variable dual de 1.2V a 30V, 1 Amperio

$ 

Para el estudio de la electrónica, al momento de realizar un circuito, se necesitan una serie de herramientas. Una de ellas es la f u n n ón. Cada vez que hacemos un proyecto tenemos que pensar en la fuente que lo alimentará. Una solución muy práctica es tener en nuestro laboratorio una fuente regulada variable, que no s permita ajustar el voltaje que el circuito o proyecto a probar, nos pide. Una fuente regulada, es la que puede mantener un voltaje estable en su salida, a pesar de las variaciones del voltaje en la entrada y la carga a la que es expuesta. Presentamos una fuente sim trica regulada variable, que puede entregar voltajes; desde 1.2 voltios, hasta 30 voltios DC, tanto positivos, como negativos, con una corriente máxima de 3 amperios. 2  

1  

0  

4

0  

0  

5 

5 

1  

3  

0  

3

7  

6   

8  

Los componentes para la realización de este proyecto son pocos y económicos. Sólo son dos reguladores, el LM 7 que es positivo, elLM 7 que es negativo, 4 resistencias 2 potenciometros 4 condensadores, un puente de diodos, 2 conectores, 2 transistores y el circuito impreso. La lista de materiales, diagrama esquemático, posición de los componentes y el dibujo del circuito impreso (P B), los encontrará en el archivo PDF que se entrega totalmente gratis al final de este artí culo. 9  

@  

9

9  

A  

El circuito impreso para este proyecto lo hemos realizado con la técnica de planchado utilizando papel termotransferible. Esta técnica es muy económica, lo que la hace ideal para hacer prototipos. La técnica de planchado consiste en imprimir con una impresora láser, el dibujo del circuito impreso sobre papel termotransferible o papel f otográfico (g ssy brillante). Luego se coloca la impresión sobre un trozo de baquelita virgen, de tal manera que el dibujo quede enfrentado con el cobre. Se plancha durante 10 minutos y al cabo de este tiempo, se introduce la baquelita con el papel adherido en agua fría, hasta que el papel se ablande y se pueda retirar con las yemas de los dedos, dejando el dibujo impreso en la baquelita. Teniendo la baquelita con el dibujo del impreso, la introducimos en cloruro férrico disuelto en agua caliente, agitamos levemente y vamos viendo como el cloruro férrico va retirando el cobre de las partes que no tienen el dibujo y va 4 

B  

quedando el impreso. Si desea aprender la técnica de planchado, entre a nuestro tutorial de Fabricación circuitos impresos. C  

D  

Teniendo el circuito impreso, procedemos a colocar las resistencias. Primero doblamos las patas de manera que puedan entrar fácilmente en los orificios de la tarjeta, y luego las soldamos, tendiendo cuidado de que la soldadura sólo quede en el punto a soldar y no se generen cortos entre las pistas adyacentes. Es indispensable usar la máscara de componentes como guía para no cometer errores. Para soldar correctamente, se debe juntar la soldadura, el cautín y la pieza a soldar al mismo tiempo. Recuerde que de la calidad de las soldaduras, depende el éxito de cualquier proyecto de electrónica que emprenda. Después de soldar las resistencias, se cortan los excedentes de las patas, que serán usados para hacer los puentes o jumpers.

Los puentes o jumpers son trozos de alambre reciclado de los excedentes de las patas de los componentes ya colocados. Estos puentes se encargan de unir una pista con otra por la parte superior del impreso. Los puentes son necesarios cuando al hacer el diseño del circuito impreso se hace imposible la conexión entre dos puntos, mediante las pistas de cobre. El puente o jumper permite unir estos puntos por la parte superior del impreso (lado de los componentes).

Al momento de colocar el puente de diodos, tenemos en cuenta que no quede pegado a la tarjeta, ya que cuando el consumo de corriente es alto, el puente se

calienta y con el tiempo puede manchar la baquelita. El puente de diodos está formado por 4 diodos, interconectados de tal forma que hacen la función de separar todos los semiciclos negativos de los semiciclos positivos propios de la corriente alterna (AC). El puente entrega los semiciclos positivos a través de la pata marcada con un (+) y los semiciclos negativos en la pata marcada con un menos (-). El valor del puente de diodos, depende de los requerimientos del circuito que se piensa alimentar, en este caso el puente soporta 4 amperios. Si piensa colocar más transistores a la salida de la fuente, para tener un manejo de corriente más alto, debe subir el valor del puente de diodos a unos 10 amperios o más.

La fuente rectificadora está formada por el puente de diodos y dos condensadores que se encargan de rectificar la corriente entregada por el puente de diodos, pero que aún no se ha convertido cien por ciento en corriente continua. Los condensadores se cargan sin dejar que la corriente baje a cero en las caíidas de los semiciclos, manteniéndola en un mismo voltaje y desapareciendo cualquier oscilación o ³rizos´ de corriente, al momento de entregarla a los reguladores. El condensador que tiene su polo positivo conectado al positivo del puente y su negativo al tierra o TAP central, le entrega la corriente positiva al LM 7. Y el condensador que tiene su polo negativo conectado al negativo del puente y su positivo al tierra oTAP central, le entrega la corriente negativa al LM 7. El valor mínimo de estos condensadores es de . microfaradios. Si el circuito es de alto consumo, le recomendamos usar condensadores de 4.7 microfaradios. E  

F  

E

G  

G

H

E  

H  

H

H  

Esta fuente en su parte positiva utiliza el regulador variable LM 7. Este regulador entrega una corriente de hasta 1,5 amperios y voltajes entre 1,2 voltios hasta 32 voltios. Es muy sencillo de montar y los componentes que lo acompañan son muy pocos. Solo requiere un potenciometro y una resistencia, para ajustar el voltaje de salida, y en este caso un transistor NPN, para aumentar el manejo de corriente. La línea de carga y la regulación es de mejor calidad que la de los reguladores fijos, por ser un integrado más moderno. Está protegido contra las limitaciones de corriente, exceso de temperatura y por sobrecarga, así el terminal de regulación esté desconectado. A este tipo de regulador se les llama flotante. Quiere decir que el regulador solo ve la diferencia entre la entrada y la salida del voltaje, Esto permite utilizarlos para regular alto voltaje, siempre y cuando no supere más de 30 voltios la diferencia entre entrada/salida. E  

F  

La parte negativa de nuestra fuente utiliza el regulador variableLM 7. Este regulador entrega una corriente de hasta 1,5 amperios y voltajes entre -1,2 voltios hasta -32 voltios. Al igual que el LM317, es muy sencillo de montar y los componentes que lo acompañan son los mismos. También requiere un potenciometro y una resistencia, para ajustar el voltaje de salida, y en este caso un transistor PNP, para aumentar el manejo de corriente. Las caracterí sticas son idénticas en los dos reguladores, lo único que cambia es que el LM 7 maneja corriente positiva y el LM 7maneja corriente negativa. Como la fuente rectificadora está en la misma tarjeta (puente de diodos y condensadores de rectificación), no necesita gran cantidad de condensadores. I

I  

I  

I

I  

P  

Los condensadores de 0.1 microfaradios ( 4), tienen como función rectificar la corriente a la salida de cada regulador quitando cualquier ruido o peq ueña fluctuación que haya podido quedar. Van colocados en paralelo a cada salida y P

pueden ser cerámicos o de poliéster.

El voltaje entre el terminal o pata de ajuste y el terminal o pata de salida es de 1.25 voltios. Esto está determinado internamente por el regulador y por la corriente que circula por la resistencia de 4 ohmios que interconecta la pata de ajuste y la salida. Elpotenciómetro hace un divisor de voltaje en conjunción con la R  

Q  

Q  

resistencia de 24 ohmios y al variar la resistencia de este potenciómetro, cambia el voltaje a la salida del regulador. El potenciómetro debe ser de 5K y de tipo lineal. S  

Como el regulador LM 7 entrega 1 amperio en condiciones normales de trabajo y hasta 1.5 amperios forzándolo, hemos implementado un transistor de potencia para aumentar el manejo de corriente a 3 amperios. Si desea manejar más corriente, puede colocar en paralelo cuantos transistores desee, siempre y cuando también cambie el puente de diodos por uno de más amperaje. Puede utilizar cualquier transistor de potenciaNPN, como por ejemplo el 2SC3055, TIP3055, TIP35, 2SC5200 o el poderoso2SC3858 . T

Al igual que el LM317, el regulador LM337 también entrega 1 amperio en condiciones normales de trabajo y hasta 1.5 amperios forzando el regulador, para aumentar el manejo de corriente a 3 amperios, hemos implementado un transistor de potencia PNP. Si desea manejar más corriente, puede colocar en paralelo cuantos transistores desee. Puede utilizar cualquier transistor PNP de potencia, como por ejemplo el 2SC2955, TIP2955, TIP36,2SA1943 o el 2SA1494.

U  

En la fotografía se aprecian los conectores de entada y salida. Al momento de conectar el transformador, revise la guía de la mascara de componentes que se encuentra en el archivo PDF, ya que si conecta los cables incorrectamente, puede averiar los reguladores y en casos extremos hasta quemar la tarjeta. La virgulilla ( ~), indica que ahí se conectan las fases del transformador y la (G), indica la conexión del TAP central del transformador. Al momento de ajustar un voltaje en nue stra fuente, es necesario ver en una pantalla ( isplay) o medir el voltaje a la salida, usando un multí metro en escala de voltaje continuo. Si lo desea puede adicionar un voltí metro y empacar la fuente en una caja o gabinete, de tal manera que solo se vea en la parte exterior el voltí metro, los potenciometros y los conectores que recibirán los tres cables de salida de voltaje con caimanes en un extremo, dándole una buena presentación a la fuente. V  

Tenemos la fuente casi terminada. La resistencia de 10 ohmios interconecta la salida del regulador con la base del transistor de potencia y sirve como protección del transistor puede variar su valor entre 10 ohmios y 220 ohmios. Ya están todos los componentes colocados en su sitio y soldados. Esta fuente simétrica regulada variable que presentamos en este artí culo funciona perfectamente. Si lo desea puede añadir 4 iodos, para proteger los reguladores de corrientes inversas. En el Archivo PDF que podrá descargar al final de este articulo, se encuentra el diagrama esquemático que muestra como deben ir colocados los diodos de protección y el impreso trae los orificios donde van colocados. La dirección de estos debe ser la correcta basándose en los diagramas Ahora solo falta colocarle un disipador a cada transistor, para que cuando reciba carga, tenga donde descargar el calor que produce por el esfuerzo que realiza. Recuerde que si va a empaquetar la fuente en una caja o gabinete de metal, es necesario aislar los transistores del disipador, utilizando aislantes de mica y pasa muros de plástico. V  

Debemos construir el transformador para esta fuente (No lo compre, la idea es aprender a hacerlos). Para esto usamos un núcleo de 3.2 centí metros, por 4 cm. Para los paí ses con voltaje en la red pública de 115 voltios, se debe enrollar, en el devanado primario, 378 vueltas de alambre calibre 23, que hemos calculado de antemano, al multiplicar 3.3 vueltas por voltio (según nuestra Tabla de núcleo de formaletas), por 115, que es el voltaje de la red pública. Para el devanado secundario son 150 vueltas de alambre calibre18, deteniéndose a la mitad de las vueltas (vuelta 75), para sacar el TAP central y enrollar las otras 75 vueltas. Para los paí ses que tiene un voltaje de 220 en la red pública, es necesario enrollar 722 vueltas, en el devanado primario de alambre calibre 25, según la tabla AWG. El secundario es el mismo en todos los casos. La comodidad y versatilidad que nos da el tener una fuente variable simétrica en nuestro laboratorio de electrónica es de gran ayuda. Recomendamos a todos que comiencen por construir este proyecto, antes de encaminarse a los otros proyectos

FUENTE DE PODER SIMETR ICA SALIDA POSITI A REGULADA

CON

Nuestros proyectos, en su gran mayoría traen incluida la fuente en el circuito impreso, para facilitar su ensamble y en el caso de los proyectos de sonido, reducir la filtración de ruidos. Pensando en los circuitos o proyectos electrónicos que no traen la fuente de poder, presentamos una fuente simétrica con una etapa de regulación adicional, que reduce y regula el voltaje positivo, entregando dos voltajes diferentes. Esta fuente es muy útil al momento de alimentar un amplificador que necesita fuente dual y al mismo tiempo unpreamplificador que use fuente simple regulada. Además trae una salida para un ventilador, en caso de ser necesario.

La fuente de poder recibe la corriente de un transformador que se encarga de convertir el voltaje de la red pública, en el voltaje requerido por el circuito o sistema que pensamos alimentar. Esta corriente ingresa al puente de diodos, a través de las patas marcadas con una virgulilla (~) o (AC). Podemos observar un conector de 6 pines al que le quitamos un pin de por medio, para dejar sólo tres pines que reciben el conector hembra con los cables provenientes del transformador. Son tres cables, ya que el transformador tiene un TAP central. El otro conector es de tres pines, al que le retiramos el pin del centro. En el podemos conectar un ventilador (Fan). La corriente de la fuente es limitada con la resistencia cerámica, permitiendo conectar el ventilador directamente al positivo DC de la fuente.

En una fuente dual o simétrica, la función del puente de diodos es separar los semiciclos negativos y los semiciclos positivos, entregando los semiciclos positivos a través de la pata marcada con un mas (+), y los semiciclos negativos a través de la pata marcada con un menos (-). El valor del puente de diodos, depende de la corriente que requiera el circuito que vamos a alimentar con esta fuente. En este caso se usó un puente de diodos de 10 amperios. Si piensa manejar más corriente, puede colocar un puente de más capacidad. El voltaje de los condensadores depende del voltaje que entrega el transformador. En el circuito impreso que entregamos al final de este articulo, hemos omitido los condensadores de 0.1 microfaradio (104) cerámicos, que se observan en la fotografía. SI desea puede colocarlos, aunque no notamos una diferencia al quitarlos.

Diagrama esquemático

Para entender mejor como funciona una fuente simétrica, podemos observar en el diagrama, que el puente de diodos tiene 4 diodos interconectados entre si, de una forma determinada. Esto funciona de la siguiente manera: la corriente alterna tiene una for ma senoidal, formada por un semiciclo positivo y uno negativo. Al pasar el semiciclo positivo porD2 , entra por el ánodo y sale por el cátodo hacia la salida positiva (+Vcc). La corriente no puede tomar otro camino, ya que D1 no lo permite. El diodo solo tiene un sentido de conducción para el positivo, que es de ánodo a cátodo. Ahora bi en; cuando pasa el semiciclo negativo por el cátodo de D1, sale por el negativo del puente (-Vcc), pero no puede pasar por D2, ya que el sentido se invierte por ser voltaje negativo. Esto mismo ocurre con el extremo del transformador de abajo, con D3 y D4. Así son separados los semiciclos positivos y negativos, que luego los condensadores C1 y C2 , los rectifican. Los condensadores se cargan y mantienen el voltaje para que no se caiga al final y principio de cada semiciclo. La etapa de regulación esta formada por un diodo zener al que lo acompañan otros componentes para aumentar el manejo de corriente y lograr una regulación de óptima calidad. La resistencia de 2.2K recibe el nombre de resistencia de polarización. Esta resistencia limita la corriente del zener, su valor puede aumentar un poco, en la medida que se aumente el voltaje de la fuente rectificadora. Para calcular esta resistencia, se debe restar, del voltaje positivo, el voltaje del diodo zener y este resultado se divide entre la corriente de consumo del zener, que es de unos 20 miliamperios (0.02A ) aproximadamente. Este circuito entrega 12 voltios regulados que toma del voltaje positivo de la fuente

rectificadora (+Vcc). Si desea cambiar el voltaje de salida, sólo debe cambiar el diodo zener por otro del valor deseado. Si la diferencia de voltaje entre la fuente y el dio do zener e s muy alta, este puede calentarse y se hace necesario cambiar la resistencia de polarización. Para aumentar la potencia se debe cambiar el transistor D882 por uno más potente, que conserve la misma distribución de pines, aunque esta etapa de regulación se usa para alimentar circuitos de bajo consumo, como preamplificadores, filtros o un reproductor Mp3.

Cuando la fuente trabaja con un voltaje mayor a 12 voltios se debe limitar la corriente para poder conectar un ventilador, por medio de una resistencia de potencia. La resistencia del ventilador de 12V se calcula así: Tomamos el voltaje positivo DC de la fuente, esto se mide colocando la punta roja del multí metro en la pista que va de la pata positiva del puente, al positivo del condensador y la punta negra, al tierra o TAP central. Le restamos los 12 voltios del ventilador y el resultado se divide entre los miliamperios que consume el ventilador. Esto nos da el valor de la resistencia en Ohmios.

Es importante anotar que la fuente rectificadora, eleva el voltaje aproximadamente en 1.5 veces. Es decir; para alimentar un circuito de 46V DC , Debemos saber que: El transformador debe entregar un voltaje de unos 35 voltios AC. Este voltaje al ser rectificado por la fuente, se convierte en 49voltios DC, le restamos los 2 voltios que consume el puente de diodos, nos da 47 voltios, menos 1 voltio de pérdida por la carga, obtendremos los 46 voltios requeridos. El transformador entrega voltaje y amperaje. Debe existir una correspondencia entre los valores entregados por el transformador y los requeridos por el circuito. En otras palabras el amperaje del transformador debe estar por encima no menos del 10%; para que las pérdidas no superen 1 voltio. Si usamos un transformador con un amperaje por debajo del requerido, afectará el voltaje de salida, teniendo pérdidas de hasta 5 o mas voltios, que harán que el circuito no funcione correctamente.

Un circuito SÓ LO consume los AMPER IOS que requiere, así que si un circuito que requiere 1 amperio es alimentado con 10 amperios, El circuito solo tomará 1 amperio, sin ser afectado. Cosa que NO sucede con el VOLTAJE; si usted alimenta un circuito que requiere 1 voltio con 10 voltios, el circuito se quemará.