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• Joel Jesus Perez Ugarte

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INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

FUENTES DE VOLTAJE

MSc. JORGE LUIS LOPEZ CORDOVA

FUENTES DE VOLTAJE

FUENTES DE VOLTAJE FUENTES DE VOLTAJE NO REGULADAS

FUENTES DE VOLTAJE REGULADAS

En una fuente de voltaje no regulada, la calidad del voltaje de salida depende del voltaje de entrada. Si hay picos de voltaje o caídas de voltaje AC en la entrada se verá reflejado en la salida DC.

ETAPA DE TRANSFORMACIÓN

ETAPA DE RECTIFICACIÓN

ETAPA DE FILTRAJE

Transformador

Es una máquina electromagnética que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia.

LOS DIODOS: Son los encargados de rectificar, o sea convertir la corriente alterna en corriente directa (pulsante). 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 concreto 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.

Los fabricantes han incluido dentro de una misma cápsula cuatro diodos rectificadores con montaje llamado "en puente". (de Graetz)

Este se encarga de depurar, filtrar cualquier componente no deseado de la corriente alterna. 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 orden 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.

Para comprobar el estado de los condensadores tendremos siempre la precaución de cortocircuitar sus terminales, antes y después de realizar la prueba ya que quedan cargados con una tensión elevada y pueden producir una descarga al manipularlos, especialmente si se trata de condensadores de cierta capacidad.

Para evitar las variaciones de voltaje, se debe agregar a las fuentes no reguladas, un circuito adicional que regule el voltaje de salida DC aunque haya variaciones de voltaje en la entrada.

El cálculo del resitor Rs está determinado por la corriente que pedirá la carga (lo que vamos a conectar a esta fuente de voltaje).

Este resistor se puede calcular con la siguiente fórmula: Rs = [Venmin - Vz]/1.1 x Imáx

Una fuente de 15 voltios debe alimentar una carga con 9 Voltios, que consume una corriente que varía entre 200 y 350 mA. (mili amperios). Se escoge un diodo zener de 9.1 voltios. Rs = (15-9.1) / (1.1x0.35) = 15 ohms

Cálculo de Potencia Rs: P = I2 x R PRs = 0.352 x 15 = 1.84 Watts. (2 Watts)

Cuando la corriente de la carga es mayor, se debe utilizar un transistor en serie con a carga para regula el voltaje. A este transistor van conectados un diodo zener y una resistencia con el fin de establecer el voltaje de salida. Este de tipo de circuitos puede manejar corrientes más grandes que el circuito con zener y también soportar mayores variaciones de voltaje de entrada.

El método más eficiente y fácil de usar actualmente es el de los CIRCUITOS INTEGRADOS REGULADORES DE VOLTAJE DE TRES TERMINALES. En estos CI se ha agrupado una gran cantidad de componentes como: transistores, diodos y resistencias para formar un circuito regulador de voltaje más complejo.

Estos reguladores de voltaje se fabrican con salida fija para un determinado valor como: 5V, 12V, 18V, 24V, y pueden ser positivos o negativos. Además de su voltaje tienen otra característica que es la corriente en amperios o miliamperios que pueden regular: 100mA, 500mA, 1A, 3A, 5A y 10A. Estos Reguladores se debe mantener sobre un disipador térmico de aluminio, ya que ellos solos no soportan la temperatura que producen y pueden quemarse fácilmente cuando aplicamos una carga alta..

FUENTES DE VOLTAJE REGULADAS FUENTES DE VOLTAJE FIJAS

FUENTES DE VOLTAJE VARIABLES

Referencia

Voltaje Regulado

VIN Mínimo

VIN Máximo

7805

+5

7

25

7806

+6

8

25

7808

+8

10.5

25

7810

+10

12.5

28

7812

+12

14.5

30

7815

+15

17.5

30

7818

+18

21

33

7824

+24

27

38

Referencia

Voltaje Regulado

VIN Mínimo

VIN Máximo

7905

-5

-7

-25

7906

-6

-8

-25

7908

-8

-10.5

-25

7909

-9

-11.5

-28

7912

-12

-14.5

-30

7915

-15

-17.5

-30

7918

-18

-21

-33

7924

-24

-27

-38

FUENTES DE VOLTAJE FIJAS

La aplicación mas usada en circuitos utilizando los 78XX. La tensión de salida depende del circuito integrado utilizado y la corriente máxima para cualquier C.I. de esa serie es de 1 A. El capacitor C1, filtra la tensión del rectificador, mientras que el capacitor C3 desacopla la alimentación.

Un regulador de voltaje para convertir 12 V a 5 V o 9 V. El diodo sirve como protección adicional contra picos de voltaje.

FUENTES DE VOLTAJE CON SALIDAS DOBLES

TIPOS DE FUENTES DE VOLTAJE FUENTES DE VOLTAJE LINEALES

FUENTES DE VOLTAJE SWITCHEADAS

FUENTES DE ALIMENTACIÓN LINEALES. Es una técnica antigua que ha sido prácticamente abandonada y reemplazada por la técnica siguiente. FUENTES DE ALIMENTACIÓN "SWITCHEADAS'. El principio del “switch" provee fuentes de alimentación de alto rendimiento. En presencia de una potencia idéntica, esta fuente tiene la ventaja de ser más pequeña, más liviana, y de disipar menos calor. Una fuente de alimentación de este tipo la potencia de la red eléctrica es rectificada, y luego se la hace "intermitente” mediante un transistor de potencia con picos de amplitud variable en función de las necesidades. Estos picos de frecuencia elevada (de 10 a 100 kHz, con 20 kHz en la práctica) se aplican a un transformador que provee las tensiones y corrientes necesarias para la máquina; estas últimas son filtradas y reguladas. El elemento más voluminoso y pesado, el transformador, que funciona a una frecuencia superior a la de la red, puede ser de un tamaño muy reducido. Por otra parte, la pre-regulación que resulta del "switcheado” reduce considerablemente las pérdidas y el rendimiento es de aproximadamente un 80%. Esta técnica se traduce en un funcionamiento de regulación por 'modulación de la amplitud de los pulsos‘.

Para poder probar una de estas fuentes sin necesidad de conectarlas a un computador (en las ATX) es necesario cortocircuitar los pines 14 y 15 del conector de alimentación de la placa base durante unos segundos, con lo que conseguiremos simular la señal que arranque que envía la placa base. Acto seguido hemos de ver como el ventilador se pone en marcha. Para apagarla, procederemos de nuevo a efectuar el cortocircuito o simplemente quitaremos la alimentación.

Muchas Gracias