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Los equipos electrónicos, en su mayoría, funcionan con corrientecontinua, así, el dispositivo que convierte la corriente alterna acorriente continua, en los niveles requeridos por el circuito electrónicoa alimentar, se llama fuente de alimentación.

Exponemos la operación de circuitos construidos como fuentes dealimentación mediante ltros, recticadores y reguladores de voltaje.Esto quiere decir que a partir de un voltaje de AC, se otiene unvoltaje de !C estale mediante la recticación del voltaje de AC, paraluego ltrarlo a un nivel de !C y por "ltimo regularlo para otener elvoltaje jo deseado. La regulación por lo general, se otiene a partirde un C# regulador de voltaje, que toma un voltaje de !C yproporciona un voltaje de !C un tanto menor pero que permanececonstante.

El esquema $sico de una fuente de alimentación es el siguiente%

A continuación se explica la función de cada componente%

Transformador de entrada:

El trasformador de entrada reduce la tensión de red &generalmente''( o )'( *+ a otra tensión m$s adecuada para ser tratada. olo escapa- de traajar con corrientes alternas. Esto quiere decir que latensión de entrada ser$ alterna y la de salida tamin.

Consta de dos devanados sore un mismo n"cleo de /ierro, amosdevanados, primario y secundario, son completamenteindependientes y la energía elctrica se transmite del primario alsecundario en forma de energía magntica a travs del n"cleo. El

esquema de un transformador simplicado es el siguiente%

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Figura 1.2

La corriente que circula por el devanado primario &el cual est$conectado a la red+ genera una circulación de corriente magntica por

el n"cleo del transformador. Esta corriente magntica ser$ m$s fuertecuantas m$s espiras &vueltas+ tenga el devanado primario. i seacerca un im$n a un transformador en funcionamiento se notar$ queel im$n vira, esto es deido a que la corriente magntica del n"cleoes alterna, igual que la corriente por los arrollamientos deltransformador.

En el devanado secundario ocurre el proceso inverso, la corrientemagntica que circula por el n"cleo genera una tensión que ser$tanto mayor cuanto mayor sea el n"mero de espiras del secundario y

cuanto mayor sea la corriente magntica que circula por el n"cleo &lacual depende del n"mero de espiras del primario+.

0or lo tanto, la tensión de salida depende de la tensión de entrada ydel n"mero de espiras de primario y secundario.

Recticador a diodos:

El recticador es el que se encarga de convertir la tensión alterna quesale del transformador en tensión continua. 0ara ello se utili-an

diodos. 1n diodo conduce cuando la tensión de su $nodo es mayorque la de su c$todo. Es como un interruptor que se are y se cierraseg"n la tensión de sus terminales%

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Figura 1.3

El recticador se conecta despus del transformador, por lo tanto le entra

tensión alterna y tendr$ que sacar tensión continua, es decir, un polopositivo y otro negativo%

Figura 1.4

La tensión *i es alterna y senoidal, esto quiere decir que a veces espositiva y otras negativa. En un osciloscopio veríamos esto%

Figura 1.5

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La tensión m$xima a la que llega *i se le llama tensión de pico y en lagr$ca gura como *max. la tensión de pico no es lo mismo que latensión eca- pero est$n relacionadas.

Es tan com"n usar este tipo de recticadores que se venden ya

preparados los cuatro diodos en un solo componente. uele serrecomendale usar estos puentes recticadores, ocupan menos queponer los cuatro diodos y para corrientes grandes vienen yapreparados para ser montados en un disipador. Este es el aspecto dela mayoría de ellos%

Figura 1.6

 2ienen cuatro terminales, dos para la entrada en alterna deltransformador, uno la salida positiva y otro la negativa o masa. Lasmarcas en el encapsulado suelen ser%

3 0ara las entradas en alterna

4 0ara la salida positiva

5 0ara la salida negativa o masa.

El ltro:

La tensión en la carga que se otiene de un recticador es en formade pulsos. En un ciclo de salida completo, la tensión en la cargaaumenta de cero a un valor de pico, para caer despus de nuevo acero. Esta no es la clase de tensión continua que precisan la mayorparte de circuitos electrónicos. Lo que se necesita es una tensiónconstante, similar a la que produce una atería. 0ara otener estetipo de tensión recticada en la carga es necesario emplear un ltro.

El tipo m$s com"n de ltro es el del condensador a la entrada, en la

mayoría de los casos perfectamente v$lido. in emargo en algunos

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casos puede no ser suciente y tiene que utili-arse componentesadicionales.

6iltro con condensador a la entrada%

Este es el ltro m$s com"n, asta con a7adir un condensador enparalelo con la carga &8L+, de esta forma%

Figura 1.7

A la /ora de dise7ar una fuente de alimentación, /ay que tener encuenta algunos factores, uno de ellos es la corriente que se le vapedir, ya que ste es, el factor m$s importante despus de la tensión.0ara determinar el valor del capacitor electrolítico que se /a deaplicar a la salida del puente recticador en dole onda, para alisar lacorriente continua9 el capacitor que por experiencia /emos usadoesta sore los '.((( u6 por Amper de salida y la tensión del dole delvalor superior est$ndar al requerido, o sea, seg"n esto, para unafuente de ),: A a ): *, el capacitor electrolítico dee ser al menos de

;.((( u6

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Figura 1.8

0ara calcular el valor del condensador, podemos utili-ar unaaproximación astante uena con la siguiente ecuación%

C> ? < *max5*min

En donde%

*max% Es el valor m$ximo de la tensión de entrada que equivale alvalor de pico del secundario del transformador &*p@+.

*min% 2ensión mínima que queremos que tenga la tensión de entraday que determina el ri-ado de la fuente.

#max% #ntensidad m$xima en el secundario.

 2% 0eriodo de la se7al de la red, para :(- y recticador de ondacompleta son )( ms. En media onda seria '( ms.

C% Capacidad del condensador de ltro en faradios

El regulador:

1n regulador o estaili-ador es un circuito que se encarga de reducirel ri-ado y de proporcionar una tensión de salida de la tensión exactaque queramos.

Este es el esquema de una fuente de alimentación regulada con unode estos reguladores%

Figura 1.9

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Es muy com"n encontrarse con reguladores que reducen el ri-ado en)(((( veces &=( dB+, esto signica que si usas la regla del )( elri-ado de salida ser$ del (.((), es decir, inapreciale.

Las ideas $sicas de funcionamiento de un regulador de este tipo son%

5 La tensión entre los terminales *out y D! es de un valor jo,no variale, que depender$ del modelo de regulador que seutilice.

5 La corriente que entra o sale por el terminal D! espr$cticamente nula y no se tiene en cuenta para anali-ar elcircuito de forma aproximada. 6unciona simplemente comoreferencia para el regulador.

5 La tensión de entrada *in deer$ ser siempre unos ' o ; *superior a la de *out para asegurarnos el correctofuncionamiento.

8eguladores de la serie F=GG%

Figura 1.10

Este es el aspecto de un regulador de la serie F=GG. u característicaprincipal es que la tensión entre los terminales *out y D! es de GGvoltios y una corriente m$xima de )A. 0or ejemplo% el F=(: es de :*,el F=)' es de )'*... y todos con una corriente m$xima de ) Amperio.e suelen usar como reguladores jos.

Existen reguladores de esta serie para las siguientes tensiones% :, H,

=, I, )(, )', ):, )= y 'J voltios.

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8eguladores de la serie FIGG%

Figura 1.11

El aspecto es como el anterior, sin emargo este se suele usar encominación con el F=GG para suministrar tensiones simtricas. Latensión entre *out y D! es de 5 GG voltios, por eso se dice que estees un regulador de tensión negativa. La forma de llamarlos es la

misma% el FI(: es de :*, el FI)' es de )'... 0ero para tensionesnegativas.

1na fuente simtrica es aquella que suministra una tensión de 4 GGvoltios y otra de 5 GG voltios respecto a masa. 0ara ello /ay que usarun transformador con dole secundario, m$s conocido comoKtransformador de toma mediaK o Ktransformador con doledevanadoK. En el siguiente ejemplo se /a empleado un transformadorde )'v 4 )'v para otener una salida simtrica de )'v%

Figura 1.12

8egulador ajustale LM;)F%

Este regulador de tensión proporciona una tensión de salida varialesin m$s que a7adir una resistencia y un potenciómetro. e puede usar

el mismo esquema para un regulador de la serie F=GG pero el LM;)Ftiene mejores características elctricas. El aspecto es el mismo que

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los anteriores, pero este soporta ),:A. El esquema a seguir es elsiguiente%

Figura 1.13

En este regulador, como es ajustale, al terminal D! se le llama A!N, eslo mismo.

La unidad LM;)F, por ejemplo, puede operarse con el voltaje desalida regulado en cualquier valor dentro del rango de voltajes de ).'a ;F*. La gura siguiente muestra la forma en la que es posileestalecer el voltaje de salida regulado de un LM;)F.

 Los resistores 8) y 8' jan la salida en cualquier voltaje deseadodentro del rango de ajuste &).' a ;F*+. El voltaje de salida deseadopuede calcularse mediante%

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Figura 1.14

8egulador Ajustale de potencia LM;:(%

Figura 1.15

El LM;)F es muy "til para conseguir tensiones variales, sin emargono es capa- de suministrar m$s de ),:A a la carga. El LM;:( es otroregulador variale que funciona exactamente igual que el LM;)F, conla diferencia de que este es capa- por sí solo de suministrar ;A.

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Bibliografía

)5 !C 0OPE8 100LQ A!BOOR 5 Aplication notes I(B 5 eSlett0ac@ard 5 )IF=.

'5 A00L#CA2#O A!BOOR 5 Repco 0oSer upplies 5 )I=J

;5 LAMB!A EM#CO!1C2O8 A00L#CA2#O A!BOOR 5 Lamda

0oSer upplies #nc. )I=H.J5 *OL2ADE 8ED1LA2O8 A!BOOR 5 ational emiconductor 5 )I==.

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:.5 28A#2O8E C#8C1#2O Q !#ETO 5 N.A Palston, N.8. Miller 5 2exas

#nstruments #nc. 5 )IHF.

H5 2E *OL2ADE 8ED1LA2O8 A!BOOR 5 2exas #nstruments #nc.)IFF.

F5 ELEC28O#C !E#DE8 A!BOOR 5 'nd Edition 5 L.N. Diacoletto5 McDraS ill )IFF.

=5 8EC2#6#E8 A00L#CA2#O A!BOOR 5Motorola semiconductors 5B')J

)II;.

I.5 UEE8 !#O!E A!BOOR 5 Motorola semiconductors 5 )IIJ.