En una fuente de voltaje no regulada, la calidad del voltaje de salida depende del voltaje de entrada. Si hay picos de voltaje o caĂdas de voltaje AC en la entrada se verĂĄ reflejado en la salida DC.
ETAPA DE TRANSFORMACIÓN
ETAPA DE RECTIFICACIÓN
ETAPA DE FILTRAJE
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 precauci贸n de cortocircuitar sus terminales, antes y despu茅s de realizar la prueba ya que quedan cargados con una tensi贸n 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 resistor 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 Ilmáx 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 mĂĄs grandes que el circuito con zener y tambiĂŠn 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..
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
LM 340 – 5
5V
LM 340 – 12
12 V
LM 340 – 15
15 V
LM 320 – 5
-5V
LM 320 – 12
- 12 V
LM 320 – 15
- 15 V
LM 309
5V
Las dos últimas letras o dígitos indican el voltaje Corriente máxima : 1,5 A
Corriente de carga : 1,5 A
LM 317
1,2 V a 37 V (1,5 A)
LM 338
1,2 V a 32 V (5 A)
LM 350
1,2 V a 32 V (3 A)
RC 4195
± 15 V
RC 4194
0,05 V ± 32 V
FUENTES DE VOLTAJE FIJAS
La aplicaciรณn mas usada en circuitos utilizando los 78XX. La tensiรณn de salida depende del circuito integrado utilizado y la corriente mรกxima para cualquier C.I. de esa serie es de 1 A. El capacitor C1, filtra la tensiรณn del rectificador, mientras que el capacitor C3 desacopla la alimentaciรณn.
Un regulador de voltaje para convertir 12 V a 5 V o 9 V. El diodo sirve como protecci贸n adicional contra picos de voltaje.
En caso de que se desee montar una fuente de 12V, pero en su banco de trabajo solo existan C.I.s 7805... ¿Qué puedo hacer?, sencillo: basta colocar un elemento que provoque una caída de tensión. De esta forma, la tensión de salida será la suma de la tensión regulada por el C.I. (Vreg) mas la caída del componente. El valor calculado fórmula:
del por
resistor esta la siguiente
Vs = tensión de salida deseada Vreg = tensión de salida del regulador R = resistencia en Kilo-ohmios
En caso de que el resistor sea sustituido por un diodo zener, la tensi贸n de salida aumentar谩 de acuerdo con la tensi贸n del mismo
Este mismo razonamiento se aplica con diodos rectificadores comunes
Nota: Por el hecho de que la tensi贸n de entrada excede el limite soportado, el circuito no es a prueba de cortos.
FUENTES DE VOLTAJE VARIABLES En la figura tenemos un circuito de comportamiento superior en lo que atañe a regulación, con el agregado de un potenciómetro. De esta forma podemos variar la tensión de salida, desde la tensión de regulación del C.I. (Vreg) hasta el valor máximo, dado por la formula:
R1 < Vreg / 3Iq Vreg = tensión de salida del regulador R1 y P1 = resistor y potenciómetro en ohms Iq = corriente en reposo
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‘.
Las fuentes de alimentación en los modelos AT succionan el aire caliente del interior del gabinete haciéndolo pasar a través de unas aberturas, para luego expulsarlo por la parte trasera del mismo gabinete que comunica con el exterior.
AT eXtension Las fuentes de alimentación en los modelos ATX succionan aire frío del exterior del gabinete y lo dirigen hacia el sistema; el gabinete tiene varias perforaciones de ventilación a los largo de su parte trasera. Los nuevos PC están diseñados para colocar directamente todos los componentes que tienen una mayor necesidad de enfriamiento en la trayectoria del flujo del aire frío de la fuente de alimentación.
Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de 110v, con el riesgo que supondría manipular el PC. En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la fuente, y siempre está activa, aunque el computador no esté funcionando, la fuente siempre está alimentada con una tensión pequeña para mantenerla en espera. Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender la fuente, esto conlleva pues el poder realizar conexiones/desconexiones por software. Todo y así es bastante habitual encontrar uno para "cortar" el fluido eléctrico a su interior, pues los computadores basados en éste estándar están permanentemente alimentados, aun cuando están apagados. Es por ello que siempre que manipulemos en su interior es IMPRESCINDIBLE que o bien utilicemos el interruptor comentado o bien desenchufemos el cable de alimentación.
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 alimentaci贸n de la placa base durante unos segundos, con lo que conseguiremos simular la se帽al que arranque que env铆a 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 alimentaci贸n.
Falta total del suministro por períodos prolongados (cortes) Falta total del suministro por períodos muy breves (microcortes)
Baja o muy baja tensión de la energía suministrada en forma permanente. Baja o muy baja tensión de la energía suministrada en forma intermitente.
Alta o muy alta tensión de la energía suministrada en forma permanente. Alta o muy alta tensión de la energía suministrada en forma intermitente.
Sobre tensiones muy elevadas y de muy corta duración (picos transitorios).
Componentes espúreos de baja, media ó alta frecuencia (ruidos eléctricos).
Caídas muy abruptas y breves de la tensión de suministro.
Deformación de la forma de onda de la energía utilizada (distorsión).
SUPRESOR DE PICOS o SUPRESOR DE TRASCIENTES ESTABILIZADOR DE VOLTAJE UPS – Sistema Ininterrumpido de Potencia POLOS A TIERRAS