Fuentes - Luis Alfonso

¿Qué es una fuente de voltaje?

Fuentes de alimentación reguladas

Es un dispositivo que puede transformar la corriente alterna (AC) en corriente directa (DC) y suministra un voltaje de salida para alimentar una carga conectada en sus terminales de salida. Tiene la propiedad de estabilizar y regular la salida de la electricidad asegurando siempre la misma potencia, sin importar cuánta energía exija un circuito.

Teoría de funcionamiento

¿Cómo se alimenta una fuente de voltaje?

Con un trasformador diseñado como reductor de voltaje a 60Hz. En el bobinado primario se alimenta con 120VAC rms y en el secundario 9VAC rms. El voltaje pico de entrada es de 169.7V y el voltaje pico de salida es de 12.72V. La relación de transformación es 13.3. La impedancia en el primario es de 177.7H.

Diagrama de Bloques

Alimentación AC

¿Cómo rectifica el voltaje alterno del tranformador?

El rectificador es de onda completa que recibe el secundario del trasformador y rectifica por medio de 4 diodos comunes (D1, D2, D3, D4) conectados en puente. En el primer semiciclo conducen los diodos D2 y D4 y en el segundo semiciclo conducen los diodos D1 y D3. Debido a las propiedades de los diodos de permitir circular la corriente en un solo sentido invierte la parte negativa de la onda y la convierte en positiva. Por cada semi-ciclo se activan dos diodos entregando una onda rectificada.

Rectificador

Ejemplo de una fuente regulada con LM317

Filtro

regulador

¿Qué función cumple el filtro?

¿Qué función cumple el filtro?

A la salida del puente rectificador se conecta un condensador en paralelo de filtro, que produce una tensión de rizado debido a las cargas y descargas del condensador. Como la descarga del condensador es más lenta que la tensión en hacer un semiciclo, éste no se descarga totalmente, lo cual hace que disminuyan los picos de rizado. Lo que se busca es que este rizado sea lo más pequeño posible para proporcionar una tensión similar a la que nos daría una pila o una batería, es decir directa.

A la salida del puente rectificador se conecta un condensador en paralelo de filtro, que produce una tensión de rizado debido a las cargas y descargas del condensador. Como la descarga del condensador es más lenta que la tensión en hacer un semiciclo, éste no se descarga totalmente, lo cual hace que disminuyan los picos de rizado. Lo que se busca es que este rizado sea lo más pequeño posible para proporcionar una tensión similar a la que nos daría una pila o una batería, es decir directa.

Carga

¿Cómo se regula el voltaje del la fuente?

La etapa de regulación se realiza por medio de un circuito integrado dedicado a esta función, en este caso el LM317. Este integrado tiene 3 terminales para conectarse con los otros elementos de la fuente. El terminal 1 es la entrada, el terminal 2 es la salida y el 3 se usa para el ajuste. Este regulador es el encargado de establecer el voltaje de salida asegurando un voltaje regulado para que la carga conectada tenga el suministro constante. El voltaje entre el terminal de ajuste y la de salida es de 1.25 voltios, el cual es el voltaje mínimo de salida. El potenciómetro lineal de 5k𝛺 hace un divisor de voltaje junto con la resistencia de 240𝛺, al variar esta resistencia, cambia el voltaje a la salida del regulador.

Importancia

Las fuentes de poder suministran la energía eléctrica a los componentes de un circuito electrónicos. Su función es muy importante ya que transforma la corriente alterna en un flujo directo, para alimentar los componentes electrónicos que manejan niveles de voltaje bajos. El regulador asegura que el voltaje suministrado sea el adecuado y sin variaciones para que estos no se quemen y funcionen correctamente aun cuando el voltaje de entrada a la fuente tenga variaciones.

Aplicaciones de las fuentes de alimentación

LM78xx Vo : 5,9,12,15,24 volts Io : 50mA,100mA,1A,1,5A,3A