Circuito indispensable en nuestro laboratorio. entrega voltajes desde 1.2 voltios, hasta 30 voltios DC.
Cuando nos encaminamos al estudio de la electrónica, y comenzamos a realizar circuitos, es necesario alimentarlos con voltajes específicos. Cada vez que hacemos un proyecto tenemos que pensar en la fuente que lo alimentará. Por esta razón es indispensable tener en nuestro laboratorio una fuente regulada variable, que nos permita ajustar el voltaje para el circuito o proyecto que queremos probar. Presentamos una fuente regulada variable, que puede entregar voltajes; desde 1.2 voltios, hasta 30 voltios DC, con una corriente máxima de 3 amperios.
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.
Para esta fuente hemos utilizado el regulador variable LM317. 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, 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. Como la fuente rectificadora está en la misma tarjeta, no necesita muchos condensadores. A este tipo de regulador se las llama flotante. Quiere decir que el regulador solo ve la diferencial 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.
Los reguladores LM317 se consiguen en varias presentaciones. Las más usadas son el encapsulado TO-220, que tiene la misma forma que los transistores y soporta una corriente de hasta 1 amperio, y el encapsulado metálico tipo TO-3que soporta una corriente de hasta 3 amperios.
La función del puente de diodos es la de invertir todos los ciclos negativos a ciclos positivos, desapareciendo la tensión negativa. El puente entrega los ciclos positivos a través de la pata marcada con un (+), Y la pata de la esquina contraria, será tierra (GND) o negativo. El valor del puente de diodos, depende de los requerimientos del circuito que se piensa alimentar, en este caso es de 4 amperios.
El puente va acompañado de un condensador que rectifica la corriente, que el puente de diodos entrega, pero que aún no ha convertido totalmente en corriente continua. El condensador se carga y no deja que la corriente baje a cero, manteniéndola en un mismo voltaje. El valor mínimo de este condensador es de 2200 microfaradios. Si el circuito es de alto consumo, le recomendamos usar un condensador de 4.700 microfaradios.
El voltaje entre el terminal o pata de ajuste y la 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 240 ohmios que interconecta la pata de ajuste y la salida. El potenciómetro hace un divisor de voltaje en conjunción con la resistencia de 240 ohmios y al variar esta resistencia, cambia el voltaje a la salida del regulador. El potenciómetro es de 5K y debe ser lineal.
El condensador de 0.1 microfaradios (104), hace la función de rectificar la corriente a la salida del regulador. Va colocado en paralelo a la salida. La resistencia de10 ohmios interconecta la salida del regulador con la base del transistor de potencia y Sirve como protección del transistor. La fuente regulada variable que presentamos en este artículo funciona perfectamente.
Si lo desea puede añadir un par de diodos a su fuente, para proteger el LM317 de corrientes inversas. En el Archivo PDF que podrá descargar al final de este articulo, se encuentra el diagrama esquemático que muestra como deben los diodos opcionales y también un condensador adicional, que ayuda a rectificar más la corriente.
Como el regulador LM317 entrega 1 amperio en condiciones normales de trabajo y hasta 1.5 amperios forzando el regulador, 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. Puede utilizar cualquier transistor NPN de potencia, como por ejemplo el 2SC3055, TIP3055, TIP35, 2SC5200 o el poderoso 2SC3858.
Nota: Es indispensable colocarle un disipador al transistor o transistores, usando aislante de mica y pasamuros, para aislar los transistores del disipador. El LM317 no necesita disipador, ya que el transistor es que hace el trabajo pesado. Si de todos modos desea colocarle disipador, Hágalo colocando un disipador independiente del usado en el transistor, o verificando que el aislante de mica realmente aísle el regulador del transistor, de lo contrario la fuente entrará en corto.
Observe el conector de salida de nuestra fuente variable regulada. Para ajustar el voltaje es necesario ver en un display o medir el voltaje usando un multímetro en escala de voltaje continuo, o si lo desea puede adicionar un voltímetro y empacar la fuente en una caja o gabinete de tal manera que solo se vea en la parte exterior el voltímetro, el potenciometro y los conectores para un par de cables con caimanes, dándole una buena presentación a la fuente.
Debemos construir el transformador para esta fuente (No lo compre, la idea es aprender a hacerlos). Para esto usamos un núcleo de 2.8 centímetros, por 3.5 cm. En Colombia el voltaje de la red pública es de 115 voltios, esto hace necesario enrollar, en el devanado primario, 495 vueltas de alambre calibre 23, que hemos calculado de antemano, al multiplicar 4.3 vueltas por voltio, que corresponden según nuestra Tabla de núcleo de formaletas, por 115, que es el voltaje de la red pública.
Para el devanado secundario son 98 vueltas de alambre calibre 18.
Para los países que tiene un voltaje de 220 en la red pública, es necesario enrollar 946 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 en nuestro laboratorio de electrónica es de gran ayuda. Recomendamos a todos que construyan este proyecto de primeras, antes de encaminarse a los otros proyectos.
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>>>Descargue aqui<<< El archivo PDF con el diagrama eléctrico y el circuito impreso de la fuente regulada variable.