FUENTES DE PODER El circuito integrado LM317 es un regulador

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FUENTES DE PODER
El circuito integrado LM317 es un regulador serie ajustable, capaz de trabajar con
hasta 40 Volts de corriente continua de entrada y capaz de entregarnos a su salida
una tensión ajustable de entre 2 y 37 Volts.
Conexionado y ejemplo de aplicación del LM317
En nuestro caso no necesitamos tanta tensión para nuestros diseños por lo que
sólo necesitaremos un transformador que sea capaz de entregarnos 18 Volts de
tensión alterna en su secundario, con una posibilidad de corriente cercana a los
3 o 4 Amperes. El circuito empleado es muy sencillo de interpretar y sólo requiere
de pequeños detalles a tener en cuenta por el armador, detalles que no deben
dejarse de lado por más superfluos que parezcan. Un ejemplo muy elemental
es no dejar de utilizar todos los componentes que se observan en el circuito, como
podría ser el caso del fusible o de alguno de los capacitores mencionados en el
esquema.
Primero debemos plantearnos qué queremos hacer y luego comprender las etapas
que requiere el diseño emprendido. De esta forma, iniciamos el trabajo con un
diagrama en bloques que nos muestra las diferentes partes que componen
nuestra fuente de alimentación y en el que vemos destacadas las secciones más
importantes que componen el circuito, estando en primer lugar, a la izquierda del
diagrama, el transformador de alimentación que mencionamos en el párrafo
anterior. Es importante aclarar que la potencia del transformador debiera ser
acorde a la capacidad de corriente de los diodos y el/los transistores que se
utilicen en la etapa de regulación. Es decir, no es necesario colocar diodos que
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soporten 25 Amperes cuando el transformador sólo puede entregar una corriente
de 3 Amperes. Lo mismo ocurre con el/los transistores de potencia, aunque sin
caer en sobredimensiones groseras, siempre es bueno colocar dispositivos
que sean capaces de trabajar con el doble o triple de la corriente nominal
que utilizaremos nosotros. Esto le dará a la construcción la posibilidad de operar
en un rango de seguridad y a bajas temperaturas, lo que redundará en una vida
útil más prolongada y sin sobresaltos.
Diagrama en bloques de la fuente de alimentación propuesta
Como indicábamos, en el puente de diodos te sugerimos utilizar diodos comunes
de 6 Amperes X 600 o 1000 Volts. En el filtrado observarás que se utilizan dos
capacitores de 4700 microfaradios. Te preguntarás por qué dos de 4700 y no uno
solo de 10000. La respuesta es la siguiente: para obtener una menor resistencia
serie equivalente (ESR). Esto permitirá lograr una mejor absorción y filtrado de
los ruidos de alta frecuencia que existen en la red eléctrica y que, por supuesto,
atraviesan el transformador de alimentación. Podemos decir también que si
deseas utilizar cuatro capacitores de 2200 microfaradios sería mejor aún.
Para la etapa de regulación vemos al circuito integrado LM317 como actor
principal, actuando como driver para excitar un TIP35. Para nuestras necesidades,
este transistor es más que suficiente, pero si algún día deseas ampliar la
capacidad de corriente de tu fuente de alimentación, puedes colocar dos, tres o
cuatro transistores de este tipo en paralelo. Por supuesto que deberás también
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incrementar la capacidad de conducción de corriente de los diodos rectificadores y
del transformador de alimentación.
Tensión contínua variable obtenida a partir de la tensión rectificada y filtrada
El potenciómetro de control que se conecta referido a GND nos permite obtener
una excusión en la tensión de salida desde un valor mínimo y cercano a los cero
volt hasta un valor máximo cercano a la tensión rectificada y filtrada. Por su parte,
el circuito de protección contra cortocircuitos se encarga de sensar en forma
permanente la tensión que circula a través de la resistencia de bajo valor que
cierra el circuito a GND. A este terminal también se lo conoce como “tierra” y es
muy importante, si deseas aprender a hablar con propiedad y con una buena
terminología electrónica, que nunca lo llames “masa” ni “negativo”. A pesar de que
entre los técnicos está implantado de facto, estos términos no son los
apropiados cuando se habla del terminal de retorno de alimentación. Con la masa
se hace la pasta de los domingos y el terminal negativo posee precisamente lo
indicado: tensión negativa o potencial negativo. Tierra o GND son invariable e
inequívocamente los correctos indicadores de un potencial cero.
Como indicábamos, a medida que circule mayor corriente por la resistencia de
bajo valor que cierra el circuito de GND, obtendremos una mayor diferencia de
potencial entre sus extremos por simple Ley de Ohm (V = I * R). Si la tensión
obtenida en los extremos de esta resistencia supera un determinado valor, que
será ajustado por P3, el transistor T2 pasará a la saturación (conducción plena)
llevando el terminal de ajuste de tensión del LM317 a su valor mínimo. De este
modo, la salida de tensión caerá al mínimo valor posible, evitando una circulación
excesiva y peligrosa de corriente.
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Circuito de la fuente de alimentación
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Ésta es una virtud muy importante de la fuente de alimentación ya que de este
modo obtendremos una protección integral absoluta. No sólo cuidaremos que
nuestros circuitos no se destruyan ante un eventual malfuncionamiento de algún
componente sino que, además, nuestra nueva “herramiente” estará protegida
contra accidentales cortocircuitos en su salida, es decir, en nuestros montajes,
cualidad que la hace irrompible.
Entre los últimos detalles a destacar podemos agregar que la inclusión de
capacitores de 100nF en paralelo con 1nF en la salida no es antojadiza ni tampoco
lo es la colocación de capacitores electrolíticos en paralelo con capacitores
cerámicos. La capacidad de conducción a GND de los ruidos inducidos por
transitorios o por radiofrecuencia cercana varía de un valor capacitivo a otro y
de un tipo de construcción a otra. Es por esto que se colocan todos estos
capacitores en paralelo. Todos los capacitores empleados en el circuito deben ser
de 63 Volts de tensión de aislación y las resistencias o resistores serán de ½ Watt,
salvo que en el circuito se indique otro valor.
Una construcción ideal podría involucrar el agregado de un voltímetro y de un
amperímetro para tener pleno conocimiento de los valores de tensión y de
corriente que será capaz de suministrar nuestra fuente. Además, la posibilidad de
obtener los valores de consumo en potencia de nuestros circuitos nos permitirá
mejorar los desarrollos en pos de una optimización energética adecuada a estos
tiempos. Con todo lo expuesto, sólo nos resta recomendarles que tengan
precaución de no descuidar ningún detalle de los enumerados ni obviar ninguno
de los componentes involucrados en la construcción para obtener así una fuente
de alimentación que nada le envidiará a las que se venden en las tiendas y
cuestan unos cuantos billetes.
Circuito de la fuente de alimentación
Ésta es una virtud muy importante de la fuente de alimentación ya que de este
modo obtendremos una protección integral absoluta. No sólo cuidaremos que
nuestros circuitos no se destruyan ante un eventual malfuncionamiento de algún
componente sino que, además, nuestra nueva “herramienta” estará protegida
contra accidentales cortocircuitos en su salida, es decir, en nuestros montajes,
cualidad que la hace irrompible.
Entre los últimos detalles a destacar podemos agregar que la inclusión de
capacitores de 100nF en paralelo con 1nF en la salida no es antojadiza ni tampoco
lo es la colocación de capacitores electrolíticos en paralelo con capacitores
cerámicos. La capacidad de conducción a GND de los ruidos inducidos por
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transitorios o por radiofrecuencia cercana varía de un valor capacitivo a otro y
de un tipo de construcción a otra. Es por esto que se colocan todos estos
capacitores en paralelo. Todos los capacitores empleados en el circuito deben ser
de 63 Volts de tensión de aislación y las resistencias o resistores serán de ½ Watt,
salvo que en el circuito se indique otro valor.
Una construcción ideal podría involucrar el agregado de un voltímetro y de un
amperímetro para tener pleno conocimiento de los valores de tensión y de
corriente que será capaz de suministrar nuestra fuente. Además, la posibilidad de
obtener los valores de consumo en potencia de nuestros circuitos nos permitirá
mejorar los desarrollos en pos de una optimización energética adecuada a estos
tiempos. Con todo lo expuesto, sólo nos resta recomendarles que tengan
precaución de no descuidar ningún detalle de los enumerados ni obviar ninguno
de los componentes involucrados en la construcción para obtener así una fuente
de alimentación que nada le envidiará a las que se venden en las tiendas y
cuestan unos cuantos billetes.
http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf
FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULABLE
Esta fuente de alimentación está indicada para todo tipo de proyectos. Produce
una salida filtrada de tensión variable entre 1.2 y 24 voltios, siendo capaz de
entregar 5 Amperios como máximo.
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Componentes
S1: conmutador SPST
T1: Transformador 24 V 5 Amp
BR1: Puente rectificador 10 Amp 50 PIV
U1: Regulador LM338 1.2 a 33 V 5 Amp
C1: Condensador electrolítico de 14000uf o 10000uf 40 Vdc
C2: Condensador electrolítico de 100uf 50Vdc
C3: Condensador de disco de 0.1uf
C4: Condensador de disco de 0.01uf
R1: Resistencia ajustable de 5k
R2: Resistencia de 240 Ohm 1/4 W
Notas de diseño




El regulador se distribuye en encapsulado TO-3 o TO-220 y debe ser
acoplado a un disipador adecuado a sus necesidades (uno batsante
GRANDE). Si es posible debería acompañarse de ventilación forzada.
El condensador de filtro es bastante grande, por lo que si no cabe en la
placa puede colocarse fuera de ella acoplada a la caja.
Puede añadirse, por supuesto, un amperímetro y un voltímetro.
Por seguridad debería añadirse un fusible a la entrada del transformador.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN FIJA
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Componentes
S1: conmutador SPST
T1: Transformador 24 V 5 Amp
BR1: Puente rectificador 10 Amp 50 PIV
C1: Condensador electrolítico de 1000uF 25V
C2: Condensador electrolítico de 10uF 25V
C3: Condensador electrolítico de 1uF 15V
C4: Condensador electrolítico de 0.1uF 15V
T1: Transformador de 30V máx.
U1: Depende de la tensión de salida que queramos obtener
Tensión
------24V
18V
15V
12V
8V
6V
5V
U1
-LM7824C
LM7818C
LM7815C o LM7815
LM7812C o LM7812
LM7808C
LM7806C
LM7805C o LM7805
Cada fabricante proporciona su propio abanico de voltajes, la tabla anterior es la
proporcionada por National Semiconductors. La serie "C" funciona en un rango de
temperaturas entre 0 y +150 ºC, la serie normal funciona entre -55 y +150 ºC. En
todos los casos la corriente entregada es de 1 amperio como máximo.
Notas de diseño


El transformador será de una tensión superior a la que queremos obtener
tras el regulador. Por norma general será 5V por encima y no sobrepasará
de 30V.
El regulador de tensión debe ser acoplado a un disipador adecuado.
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FUENTE REGULABLE SIMÉTRICA
Componentes
C1,C2: condensador electrolítico de 2200uF 35V
C3,C4,C5,C7: condensador electrolítico de 1uF 35V
C6,C8: condensador electrolítico de 100uF 35V
R1,R4: resistencia ajustable de 5K
R2,R3: resistencias de 240 Ohm 1/4 W
BR1: puente rectificador de 2A 30V
U1: LM317
U2: LM337
T1: transformador de toma intermedia de 30V 2 Amp
S1: conmutador SPST 2 A
Notas de diseño


U1 y U2 requieren disipadores, pero no es necesario ventilación forzada.
La fuente es ajustable entre 0 y 15 V.
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FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE ALTO AMPERAJE
Componentes
R1: resistencia de 680 Ohm 1/4 W
C1: condensador de 20,000 - 50,000uf 20-40 V
C2,C3: condensadores de 100uf 50 V
C4: condensador de 0.1uf 50 V
C5: condensador de 0.01uf 50 V
D1: diodo zener (ver notas)
Q1: 2N3055 u otro (ver notas)
T1: transformador (ver notas)
BR1: puente rectificador (ver notas)
S1: conmutador SPST 250 VAC 10 A
Notas de diseño




D1 debe ser sobre un voltio más alto que la salida que queramos del
circuito.
Q1 puede ser un transistor similar al 2N3055, se eligió éste debido a su
disponibilidad y potencia (150 watios).
T1 debeb ser sobre unos 5 voltios más alto que la salida deseada del
circuito, además de un amperio mayor. La sobretensión es requerida por el
regulador. La corriente extra sirve para proteger al transformador de
sobrecalentamientos.
La elección de BR1 dependerá del voltaje y la corriente del transformador.
El rectificador debe ser 50 voltios mayor que el transformador, y 5 amperios
mayor.
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

El valor de R1 será menor cuando se suministren altas corrientes, el valro
óptimo se obtiene mediante experimentación.
Disipadores y ventilación forzada son indispensables.
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