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Fuentes Pulsadas en Equipos Electrnicos Modernos

Captulo 1

Topologas de Fuentes Conmutadas Ms

Empleadas por los Fabricantes 3

Introduccin 3

La Fuente de Transferencia Combinada 4

El Modo Burst 7

Las Topologas para Fuentes Conmutadas 8

Eleccin del Mosfet Llave de Potencia 9

Eleccin de la Topologa 10

El Transformador de Pulsos 11

Mosfet Disponibles en el Mercado Latinoamericano 13

Un Circuito ms Definitivo 16

Generador de Excitacin 19

La Condicin de Mxima de la Fuente 19

Circuito Excitador Simulado 23

Qu Pasa Cuando las dos Llaves Estn Abiertas? 25

Captulo 2

Diseo de Una Fuente Pulsada para Equipos

Electrnicos Modernos 27

El Transformador de Pulsos 27

El Efecto Pelicular 28

Ncleos para Transformadores 29

Construccin Prctica del Transformador 32

La Fuente Resonante 33

El Efecto Resonante Mecnico 33

El Sistema Resonante Elctrico 34El Generador de Onda Cuadrada con Llaves

Controladas 37

La Tensin Sobre los Transistores Mosfet 40

Diseo de un Modulador PWM 40

El Circuito de Prueba 42

Ajuste y Prueba del Circuito 43

Posibilidades de Regulacin de la Fuente 46

Conmutacin con Transistores MOSFET 47

Circuito de Excitacin 48

Circuito con MOSFET 50

Otro Circuito de Excitacin 51

Nuevo Circuito Excitador 51

Oscilogramas del Driver con Seal Cuadrada 53

Fuente Comercial para Amplificadores de Audio 55

Captulo 3

El Servicio Tcnico a las Fuentes Pulsadas

de los Equipos Electrnicos Modernos 59

Introduccin 59

El Circuito de la Fuente 62

Funcionamiento de la Fuente 62

Reparacin de la Fuente 64

La Reparacin en Fotos 65

El Control de Tensin de una Fuente Pulsada 66

Un Modulador de Mltiples Usos 71

Diseo Automtico del Astable

Bsico con un Integrado 555 73

Circuito Completo del Modulador

con Oscilador con el Temporizador 555 73

Apndice

El Diagrama en Bloques de una

Fuente Conmutada con Fly-Back 75

El Circuito del Rectificador 76Circuito de Conmutacin de Salida de la Fuente 76

El Arranque de la Fuente 77

El Oscilador 77

La Regulacin de la Fuente 78

La Limitacin de la Corriente del Primario 78

Circuitos de Proteccin 79

Las Fuentes del Secundario de T11 79

SUMARIOFuentes Pulsadas en

Equipos Electrnicos

Modernos

1Sumario

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DirectorIng. Horacio D. Vallejo

ProduccinJos Mara Nieves (Grupo Quark SRL)

Autor de este Tomo de Coleccin:Ingeniero Alberto H. Picerno

Seleccin y Coordinacin:Ing. Horacio Daniel Vallejo

EDITORIAL QUARK S.R.L.

Propietaria de los derechos en castellano de la publicacin men-sual SABER ELECTRNICA - San Ricardo 2072 (1273) -Capital Federal - Buenos Aires - Argentina - T.E. 4301-8804

Administracin y NegociosTeresa C. Jara (Grupo Quark SRL)

Patricia Rivero Rivero (SISA SA de CV)Margarita Rivero Rivero (SISA SA de CV)

StaffLiliana Teresa Vallejo

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Luis Alberto Castro Regalado (SISASA de CV)Jos Luis Paredes Flores (SISA SA de CV)

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La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las no-tas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencio-nan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no en-traan responsabilidad de nuestra parte. Est prohibida lareproduccin total o parcial del material contenido en estarevista, as como la industrializacin y/o comercializacinde los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados tex-tos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autoriza-cin por escrito de la Editorial. Septiembre 2012.

Impresin: Talleres Babieca - Mxico

Existen distintos tipos de fuentes de alimentacin pero, sin

duda, las ms empleadas son las pulsadas o conmutadas,

debido a que son las que mejor rendimiento tienen y las que

pueden funcionar con un amplio rango de tensiones de entrada

sin que vare significativamente las tensiones a su salida.

Computadoras, equipos de audio, hornos de microondas,

televisores, reproductores de bluray son slo algunos de los

equipos modernos que emplean fuentes conmutadas de distintotipo. En este texto se estudia qu es una fuente conmutada y

cules son las topologas o diseos que llevan a la creacin de

un circuito.

Tambin se describen los parmetros de diseo de una

fuente tpica comenzando con el componente ms complejo, el

transformador de pulsos, indicando dnde puede conseguirlo y

cmo debe solicitarlo.

Por ltimo se enlistan algunos consejos tiles para el servi-

cio tcnico, mostramos tcnicas para poder variar la tensin de

la fuente y mostramos el funcionamiento de un circuito PWM.

Destacamos la inclusin de un apndice en el que se des-cribe una fuente tpica de las que puede encontrar en televi-

sores a TRC ya que son equipos que seguirn llegando al taller

y que, por lo tanto, todo tcnico debe conocer.

Esperamos que el material, tanto este texto como los CDs,

sean de su agrado.

Hasta el mes prximo!

SOBRE LOS CDS Y SU DESCARGA

Ud, podr descargar de nuestra web 2 CDs: Curso de

Fuentes de Alimentacin y Servicio Tcnico a las Fuentes de

Alimentacin (con videos de fallas y soluciones). El primero

incluye un curso con teora y prctica sobre los distintos tipos

de fuentes de alimentacin y el segundo ms de 20 videos tc-

nicos. Para realizar la descarga deber ingresar a nuestra web:

www.webelectronica.com.mx , tendr que hacer clic en el

cono password e ingresar la clave quierofuente. Tenga este

texto cerca suyo ya que se le har una pregunta aleatoria sobre

el contenido para que pueda iniciar la descarga.

Editorial

Del Editor al Lector


2 El Servicio Tcnico a los Equipos Electrnicos

sumario club 78.qxd 8/2/11 6:09 AM Pgina 2


5/84

Las fuentes pulsadas o conmutadas

se emplean en equipos electrnicos

desde hace ms de 4 dcadas y suobjetivo es aumentar el rendimiento

de la fuente de alimentacin,

logrando una buena estabili-

dad en las tensiones generadas

para un amplio rango de ten-

siones de entrada.

Computadoras, equipos de

audio, hornos de microondas,

televisores, reproductores de

bluray son slo algunos de losequipos modernos que emple-

an fuentes conmutadas de dis-

tinto tipo. En este captulo

vamos a ver bsicamente qu es una fuente conmutada y cules son las topolog-

as o diseos que llevan a la creacin de un circuito.

INTRODUCCIN

Abra cualquier equipo de electrnica con

potencias consumidas de cualquier nivel,

desde 10W hasta 1kW y con tensiones de

salida desde 5 hasta 200V y se va a encontrar

con una hermosa fuente pulsada clsica consu transformador de ferrite y sus filtros de

lnea para evitar la irradiacin de interferen-

cias y la captacin de pulsos que podran

quemar materiales de la fuente.

Salvo una fuente de un amplificador de

potencia de audio de cualquier tipo, es decir

tanto analgico como digital. All junto al

equipo digital ms moderno va a encontrar

un bruto transformador de 50 60Hz con la

clsica laminacin E y I que muchas veces

pesa 20 o 30 kg y que tiene una potencia de

prdida proporcional a su peso. Un verdade-

ro desperdicio de energa incompatible con

las pocas verdes que estamos viviendo.

La mayora de los equipos tienen un con-

sumo mximo y un mnimo que difieren

poco entre s.

Por ejemplo un TV de 20 puede consu-

mir 50W sin brillo y sin volumen y 80 con

mximo brillo y volumen. La relacin de

consumos es de solo 80/50 = 1,6 veces es

decir de 1 a 1,6 o un 60% de la mejor a la

TOPOLOGAS DEFUENTESCONMUTADASMSEMPLEADAS POR LOSFABRICANTES

3Captulo 1

Captulo 1

TOPOLOGAS DEFUENTESCONMUTADAS

MSEMPLEADAS POR LOSFABRICANTES

Cap 1 - topologas.qxd 8/2/11 6:12 AM Pgina 3


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peor condicin. La fuente tiene que adaptar-

se a este hecho, pero es una adaptacin mni-

ma fcil de lograr.Un equipo de audio analgico o digital

tiene un consumo mnimo casi despreciable.

Por ejemplo la corriente de polarizacin

del par de salida que se puede estimar en

20mA para un equipo de 50W por canal.

Un equipo de esta potencia con una boci-

na o parlante de 8 tiene una fuente que

puede calcularse del siguiente modo:

P = E.I = 50W

como: I = E/R

50W = E.E/R

o sea:

E2/R = 50W

De aqu se deduce que con un parlante de

8 Ohm ser:

E2 = 50W . 8 = 400V2

por lo tanto:

E = 20V

Como se trata de una tensin eficaz, el

valor de pico ser de:

Vp = Vef x 1,41 = 20V x 1,41 = 28,2V

Haciendo nmeros redondos sera una

fuente de 30V. Por eso la potencia en reposo

sera de 30V . 0,02A = 60 mW contra 50W a

plena salida; todo ello considerando un siste-

ma sin perdidas. Para sacar cuentas redondas

digamos que de 60mW a 60W que significa

una variacin de 1.000 veces del consumo de

fuente.Es decir que nuestra fuente tiene que

regular casi desde consumo nulo hasta 2A

porque (30V . 2A) dan 60W, con una entrada

de 180V a 240V de CA(por llave, habra que

convertir nuestra fuente de 220V en una

fuente de 110V si queremos una fuente uni-

versal).

Hacer una fuente que vare de 30W a

60W y que entregue 30V no es ningn pro-

blema, pero que regule entre circuito abierto(corriente igual a cero) y 60W ya no es tan

fcil porque es una carga demasiado variable

y la salida tiende a embalarse cuando la fuen-

te est sin carga. Como esto es casi una

imposicin vamos a tratar de explicarlo con

una simulacin y a ver cmo lo podemos

solucionar.

LAFUENTEDETRANSFERENCIACOMBINADA

No importa de qu fuente se trate, todas

las fuentes pulsadas funcionan del mismo

modo. Nosotros, para entender el problema,

vamos a usar una fuente de transferencia

combinada que es la ms simple de entender,

aunque tiene el problema de que no es aisla-

dora y por lo tanto no sirve para el proyecto

final.

En la figura 1 se puede observar el circui-

to bsico, en donde se utiliza una llave con-

trolada por tensin como elemento activo.

Por supuesto en el circuito real se utilizar un

transistor bipolar o un MOSFET.

El circuito es una simple llave que se cie-

rra y se abre rtmicamente a la frecuencia





7/84

fijada por el generador de funciones, que

genera una seal rectangular. El perodo de

actividad de la llave est ajustado a un valor

bajo, de modo que la llave est cerrada pocotiempo (9%) y abierta el tiempo restante y su

frecuencia de trabajo es de 50kHz es decir

que cumple su ciclo en un perodo de

1/50.000 = 20S de los cuales est cerrada

unos 2S y abierta los 18S restantes.

Cuando la llave se cierra aumenta la

corriente por ella en forma paulatina.

Como estamos tomando una muestra en el

retorno de la batera (que representa al puen-

te de rectificadores y el electroltico de lafuente no regulada de entrada) se observa la

seal yendo hacia negativo pero en realidad

es un pulso positivo. La corriente de la llave

pasa por el inductor L1 y luego por la carga

generando tensin continua en el electrolti-

co de salida C1 y la carga R1 con un nivel

bajo debido al poco tiempo de actividad de la

llave.

No circula corriente por el diodo D1 por-

que el mismo est en inversa. En cuanto la

llave se abre, la corriente por el inductor que

estaba creciendo y generando una tensinpositiva en el inductor del lado del diodo,

con respecto a una negativa del lado de la

carga, comienza a reducirse y genera una

tensin inversa sobre el inductor que polari-

za al diodo en directa. Ahora el campo mag-

ntico acumulado en el inductor hace circu-

lar corriente por D1, L1 y la carga C1 y R1.

Esa corriente se reduce paulatinamente a

medida que se agota la carga de campo mag-

ntico en el inductor, hasta que finalmente no

alcanza para mantener conduciendo al diodoy el inductor se queda a impedancia alta, con

la llave y el diodo abiertos y realiza una osci-

lacin propia debido a su inductancia y a su

capacidad distribuida, que dura todo el tiem-

po en que se est recuperando energa como

lo demuestra el oscilograma de la figura 2 en

donde se muestra la corriente de carga y la de

recuperacin. As se puede reconocer que


5Captulo 1

Figura 1 - Circuito de fuente de transferencia combinada.



8/84

nuestro problema est en

la enorme reduccin de

tensiones que requiere elcircuito, que nos lleva a

trabajar con tiempos de

actividad pequeos aun a

los valores nominales de

corriente de carga.

Reducir la carga por

ejemplo a 1A implica

reducir el tiempo de acti-

vidad a la mitad es decir

1S y a esos valores de

tiempo de actividad lasllaves comunes tienen

bajo rendimiento, porque

demoran en abrir y

cerrar. A niveles menores

de carga ya no pueden

cumplir con su funcin

de abrir y cerrar porque



Figura 2 - Corriente de recuperacin de la fuente.

Figura 3 - Excitacin en modo burst.



9/84

no tienen tiempo para

hacerlo. Y entonces la ten-

sin de salida pierde laregulacin, la llave demo-

ra en abrir y sube la ten-

sin de salida a niveles

peligrosos.

ELMODOBURST

La solucin al proble-ma es el modo burst. La

palabra burst se traduce

cmo salva y consiste en

una doble modulacin de

la seal de la llave.

Cuando el tiempo de acti-

vidad no se puede reducir


7Captulo 1

Figura 4 - Excitacin de modo burst para reducir la tensin de salida.

Figura 5 - Ripple en el modo burst.



10/84

ms, se recurre a generar un grupo de pulsos

un corte, otro grupo de pulsos, otro corte, etc.

hasta que baje la tensin al valor deseadocuando se usa baja carga.

En la figura 3 se puede observar el circui-

to modificado con dos generadores sumados

para manejar la llave de este modo.

El circuito funciona del mismo modo que

el anterior, pero ahora los cierres de la llave

se realizan con un trencito, de pulsos, que

levantan la salida, un corte largo, otro trenci-

to etc. logrando reducir la tensin de salida a

pesar de que la llave dura cerrada un tiempoaceptablemente largo.

En la figura 4 se puede observar un osci-

lograma de los pulsos de excitacin junto

con los pulsos de carga del inductor.

Este modo es una solucin, pero implica

colocar capacitores ms grandes como filtro

de salida, porque ahora el ripple es el corres-

pondiente al perodo de apagado del burst

que puede ser mucho mayor que el perodo

de la oscilacin principal. En la figura 5 sepuede observar el ripple an con un capaci-

tor 10 veces mayor.

Lo importante es partir y ya recorrimos el

primer trecho de nuestra fuente pulsada para

audio. Ya vimos la primer dificultad y dimos

una idea de cmo salvarla. El diseo debe

tener llaves muy rpidas para que tenga un

elevado rendimiento y un factor de atenua-

cin tan elevado como de 300 a 30V con una

carga que vara casi de circuito abierto a uno

2A.

Esto es algo muy difcil de lograr y pro-

bablemente tengamos que realizar un consu-

mo resistivo para levantar el mnimo consu-

mo, probablemente sea imprescindible con-

sumir unos 200mA cuando no hay audio de

salida que equivale a 6W.

Nos d lastima porque son unos cuantos

rboles perdidos mientras el equipo est en

silencio, pero tal vez podamos hacer que elmicro detecte que el equipo est en silencio

por mucho tiempo y lo pase a stand by auto-

mticamente.

LASTOPOLOGAS PARAFUENTESCONMUTADAS

No existe una topologa que aventaje a lasotras en cuanto trabajar en el modo burst.

Todas son adecuadas; pero si existen topolo-

gas mas adecuadas para potencias altas que

para potencias bajas.

En principio nuestra intensin es trabajar

si se puede con 100W por canal y si no pode-

mos con 50W por canal aproximadamente.

Con estas potencias se pueden utilizar topo-

logas de cualquier tipo con uno, dos o cua-

tro transistores. Cada una tiene sus ventajas y

sus desventajas que no estn de ms aprender

ya que las fuentes de alimentacin pulsadas

tienen una aplicacin universal y todo lo que

mencionemos sobre ellas ser sumamente

til para cualquier proyecto.

En primera instancia debemos decir que

una fuente pulsada requiere una o ms llaves

digitales. Por eso debemos considerar las

diferentes posibilidades existentes en el mer-

cado. En principio existen tres posibilidades

de la cuales solo dos son prcticas en estemomento: los transistores bipolares; los tran-

sistores MOSFET y los GATOs. De estos

tres los bipolares y los MOSFET son amplia-

mente conocidos y no vamos a explicar nada

sobre ellos porque el que encara un diseo

de una fuente pulsada debe tener conoci-

mientos sobre ellos.





11/84

Nos quedan el ltimo grito de la moda en

llaves digitales que son los GATOs; podemos

considerarlos como una mezcla de transistor

bipolar y MOSFET que presentan las venta-

jas de los transistores bipolares, con referen-

cia a su tensin colector emisor, sin los pro-

blemas de excitacin que ellos poseen por-

que se excitan por compuerta. El problemaes que los GATOs son aun muy nuevos y no

se consigue gran variedad de ellos.

Al elegir entre Bipolares y MOSFET

priva el problema del costo y la facilidad de

excitacin por lo cual la decisin mas lgica

es utilizar MOSFET de los cuales luego rea-

lizaremos una seleccin de los existentes en

plaza.

ELECCIN DELMOSFETLLAVE DEPOTENCIA

Empecemos por lo mas simple; el circui-

to clsico de las fuentes pulsadas para TV.

Estas fuentes poseen una fuente primaria no

regulada idntica a la que vamos a utilizar

nosotros que es la de 220V rectificada con un

puente de rectificadores y un capacitor elec-

troltico de unos 330F x 450V.

Esta tensin es de 310V y nuestra fuente

la debe convertir en un valor cercano a los

30V. Este valor no interesa demasiado por-

que se vara con la relacin de espiras del

transformador. Pero lo que si interesa es la

tensin de primario.

En efecto de acuerdo a la topologa elegi-

da el MOSFET debe admitir por lo menos el

doble de la tensin no regulada y un cierto

margen que podemos estimar en unos 200V

ms.

Es decir que necesitamos transistores deunos 800V los cuales no son simples de con-

seguir. En general se pueden usar MOSFET

de TV pero estos estn diseados para unos

80W de salida. Esto nos indica que sera con-

veniente utilizar una topologa de dos tran-

sistores llave para que se repartan la potencia

y podamos obtener unos 160W en total que

pueden estirarse a 200W.


9Captulo 1

Figura 6 - Fuente de transferencia indirecta.



12/84

ELECCIN DE LA TOPOLOGA

A nuestros efectos podemos ordenar las

topologas de acuerdo a la cantidad de llaves

utilizadas como de llave simple, en semi-

puente y en puente completo. Dibujemos pri-

mero la topologa aisladora de llave simple

(tambin conocida como de transferencia

indirecta o fly-back). Ver figura 6. El prima-

rio del transformador posee una inductanciaque determina el crecimiento de la corriente

en funcin del tiempo, que por supuesto

comienza en cero en el comienzo del ciclo,

que es cuando se cierra la llave. La frmula

que determina la corriente en un determina-

do instante de tiempo es:

I = (1/L) . T

Si L es de 1Hy en un segundo la corrien-

te crece linealmente hasta 1A. Por esa razn

las inductancias utilizadas estn en el ordendel mHy y las frecuencias en el orden de los

100kHz (semiperiodo de 5s) porque de ese

modo se llega a corrientes de: I = (1/5Hy) .

5 s = 1A. Ver la figura 7.

Pero en este circuito la fuente es de 1V y

nosotros tenemos una fuente de 310V. Como

el sistema es lineal esto significa que necesi-

taremos un inductor con 310 veces mas

inductancia es decir del orden de los 5.1Hy

multiplicado por 310 nos d 1,5mHy. Esta

inductancia no ser realmente un inductor,

sino la inductancia del primario del transfor-

mador de pulsos. Nuestro transformador

deber ser reductor de modo que cuando

tenga aplicados los 310V entregue 31V de

pico positivo en su secundario.

El problema es que cuando se abra lallave J1, la inductancia de primario generar

una sobretensin que puede llegar a ser de

varios kV. Ese es justamente el fenmeno

que le da el nombre de fly-back a la fuente

analizada. Esa sobretensin se limita con un

limitador a diodo y red RC que nosotros

reemplazamos por una fuente limitadora de

400V ya que este circuito solo es de demos-

tracin y no pretendemos que sea funcional.

Ahora cuando corta J1 la tensin de la llave

crece abruptamente hasta que el diodo D2 seponga en directa (400V+310V). En ese

momento tambin conduce el diodo D1 y el

capacitor C1 recupera la carga perdida el

resto del tiempo.

El diodo D1 extrae toda la energa mag-

ntica acumulada en el ncleo, antes que la

llave se vuelva a cerrar; es decir que nuestro



Figura 7 - Corriente por una inductancia.



13/84

circuito tiene tres tiempos claramente defini-

dos. El primero es el de acumulacin de

energa magntica en el ncleo. El segundo

es de recuperacin de la energa magntica

en el ncleo, y el tercero es el tiempo de

espera hasta que se vuelva a cerrar la llave.

La red RC sobre D1 es para lentificarlo un

poco y evitar que se produzcan oscilaciones

espurias y los resistores R1 y R3 son para

poder medir la corriente por la llave y por la

carga. C1 debera ser de por lo menos 470F

pero pusimos un valor bajo para acelerar la

simulacin.

Para conocer el rendimiento del circuito

agregamos un ampermetro en serie con la

tensin del puente de rectificadores y un vol-

tmetro en paralelo con la carga. La potencia

de entrada ser entonces la tensin de 310V

multiplicado por la indicacin del amperme-tro XMM2 y la potencia de salida lo indica-

do por el voltmetro XMM1 al cuadrado,

dividido por la resistencia de carga R2 de 10

Ohm.

La potencia de salida es de 86W y la de

entrada de 88W lo que da un excelente ren-

dimiento para el circuito que es casi unitario

(0,97%). Por supuesto el Multisim no tiene

en cuenta las perdidas en el ferrite del ncleo

que considera ideal.

En la figura 8 se puede observar la forma

de seal de tensin y de corriente sobre la

llave. Como podemos observar el tiempo 3

prcticamente no existe y eso es lo que gene-

ra un elevado rendimiento del circuito. En la

prctica cuando se debe variar el tiempo de

actividad el tiempo muerto no puede ser tan

bajo y el rendimiento empeora.

EL TRANSFORMADOR DEPULSOS

El componente ms importante de la

fuente es el transformador de pulsos. Sutamao determina el costo total de la fuente

porque los MOSFET suelen ser muy econ-

micos aun con corrientes y tensiones mucho

ms altas que las nominales. Por eso es que

pensamos en tecnologas con mas de un

MOSFET mirando a que el transformador

sea lo mas pequeo posible para la potencia

puesta en juego.


11Captulo 1

Figura 8 - Oscilograma de tensin y corriente sobre la llave J1.



14/84

Y el tamao del transformador depende

fuertemente de la inductancia de primario y

ya aprendimos que la misma depende de lafrecuencia de trabajo y la tensin de fuente.

Por lo tanto debemos elegir a priori una fre-

cuencia de trabajo que no sea muy alta para

que los MOSFET no tengan que ser de muy

alta velocidad pero que no sea tan baja que

agrande el transformador.

En principio una frecuencia de 80kHz

puede ser adecuada. Luego analizaremos

topologas que reducen la tensin de trabajo

(tensin del puente) para usar inductancias

menores.

Pero hay algo muy importante que mere-

ce una atencin especial y es la composicin

del ncleo con o sin entrehierro.

Expliquemos lo que es el entrehierro. Un

ncleo de ferrite tiene una curva B/H deter-

minada. A medida que aumenta H la curva se

va haciendo cada vez ms horizontal hasta

que llega al punto de saturacin donde elncleo tiene la misma permeabilidad que el

aire. En la figura 9 se puede observar un

ejemplo.

Por supuesto que en nuestro diseo tene-

mos que trabajar por debajo del punto de

saturacin, que depende la cantidad de espi-

ras del primario y de la corriente que circula

por ellas; en una palabra del campo magnti-



Figura 9 - Curva B/H de un ncleo de ferrite.

Figura 10 - Corriente por el primario del transformador.



15/84

co donde se encuentra sumergido el ncleo.

Precisamente el ncleo aumenta la permeabi-

lidad del aire en un factor llamado permeabi-lidad o. Como resulta lgico la misma curva

se contina hacia el cuadrante negativo y

tiene una curva inversa en ese cuadrante.

Como consecuencia de esto es evidente

que nuestro ncleo debe estar sometido en lo

posible a una CA. Ya que la componente

continua, si la hubiera, desplazara el punto

de trabajo hacia un cuadrante o el otro y

reducira la parte activa de la curva.

Si Ud. desarma un fly-back seguramenteencontrara que las dos C que forman el

ncleo estn separadas por un cartn o una

lamina de plstico. Esto se debe a que en el

circuito de salida horizontal circula una com-

ponente continua sobre el primario y sin ese

entrehierro el ncleo se saturara. Colocar

esa lmina reduce la permeabilidad aunque

evita la saturacin y eso incrementa el tama-

o del ncleo. Ahora el tema es saber si el

circuito que utilizamos hace circular corrien-

te continua por el ncleo. Para eso solo tene-mos que agregar un resistor shunt y utilizar

el osciloscopio. Ver la figura 10.

Como podemos observar toda la seal de

corriente esta sobre el eje cero y es una

rampa que dura el 50% del tiempo y tiene un

valor pico de 1A. Realizando los clculos

esto implica una componente continua de

0,25A y se requiere el uso de un entrehierro

porque solo se aprovecha la curva del primer

cuadrante (la seccin del ncleo es el doble

de la necesaria). En el caso del fly-back no

interesa mucho porque el tamao est deter-

minado por el bobinado de alta tensin. Pero

en nuestro caso si interesa y mucho porque

aumenta el costo del ncleo o la capacidad

de sacarle mas corriente a la fuente.

Esto significa que el circuito propuesto no

es el ms indicado y que deberemos buscar

una topologa de circuito que genere un

campo alternado en el ncleo. Seguramente

Ud. se estar preguntando como vamos aaplicar una tensin inversa al primario si solo

tenemos una tensin positiva de 310V. Note

que dijimos un campo magntico alternado

sobre el ncleo y no una tensin alternada

sobre el primario. Y eso se logra con simple

topologa. Pero antes de analizar la topologa

vamos a analizar los MOSFET que tenemos

disponibles en el mercado.

MOSFETDISPONIBLESEN ELMERCADOLATINOAMERICANO

En nuestro mercado los diseos se deben

acomodar a los componentes de reemplazos

para la reparacin de TVs; en caso contrario

hay que realizar complejas operaciones de

compra en el exterior.

Hablando con mis alumnos llegue a laconclusin que por lo menos en Argentina se

consiguen 3 MOSFETs para fuente de TV

que son los siguientes:

1) 6N60-A de 600V y 6,2A (existe la

variedad B de 650V).

2) K3264 de 800V y 7A.

3) K1507 de 600V y 9A.

Detengmonos a analizar el de peores

caractersticas para ver si puede ser utilizado

en nuestra fuente. El par de datos mas impor-tante parece indicar que con referencia a la

corriente tenemos un buen margen de seguri-

dad pero no as de la tensin si limitamos la

misma al doble de la tensin de fuente que es

lo tpico ya que tendramos una tensin de

620V lo que exigira el uso de la variedad B

que no siempre se consigue y adems prcti-

camente sin margen de seguridad.


13Captulo 1



16/84

Sin embargo podramos utilizar alguna

topologa de dos transistores que nos va a

resultar muy til para varias cosas. La prime-ra es distribuir la potencia sobre dos llaves en

lugar de una y la siguiente es bajar la tensin

aplicada a la mitad. Esto hace que el 6N60-A

resulte perfectamente apto para nuestra fuen-

te.

Pero aun quedan

parmetros por analizar.

Lo primero es saber si el

transistor podr trabajar

a 80kHz y para eso

debemos adentrarnos enla descripcin del mismo

que aparece en su datas-

te (especificacin).

Sus fabricantes dicen:

el 6N60 es una MOS-

FET de canal N de 6,2A

y 600/650V diseado

para obtener una alta

velocidad de conmuta-

cin y una baja capaci-dad de compuerta.

Su estado de baja

resistencia es caracters-

tico de los diseos de

avalancha controlada

que poseen un valor muy

bajo de la misma. Sus

caractersticas principa-

les son:

1) La resistencia en elestado cerrado R ds(on)

= 1,5Ohms a una tensin

de compuerta de 10V.

2) Una ultra baja

carga de compuerta, tpi-

ca de 20 nC (nano

Coulomb).

3) Baja capacitancia

de transferencia (valores tpicos para Crss

son de 10pF).

4) Energa de avalancha testeada.5) Soporta una elevada variacin dV/dT.

6) Capacitancia de entrada 700 a 1000pF.

Con referencia a sus caractersticas trmi-

cas es poco lo que podemos decir prctica-



Figura 11 - Caractersticas resumidas del 2SK3264.



17/84

mente en el comienzo de nuestro proyecto,

pero se pueden hacer algunas consideracio-

nes groseras.El rendimiento de una fuente pulsada a

mxima potencia, puede estimarse en un

85%. Si buscamos construir una fuente de

200W significa que la potencia disipada

sobre todo en las llaves es del 15% de la

potencia mxima es decir 30W.

Si se usa una topologa de dos MOSFET

se disiparan 15W por MOSFET. La especi-

ficacin indica que la resistencia trmica con

temperatura controlada de carcaza (disipadorinfinito) es de 2 C/W lo que significa que la

juntura sobreelevara una temperatura de

15C. Si la temperatura ambiente mxima de

trabajo se toma en 40C significa que con un

disipador infinito la juntura llegara a 55C lo

que significa que se puede resolver el pro-yecto con un disipador aceptablemente

pequeo.

Con referencia al MOSFET K3264 pode-

mos indicar que sera tambin perfectamente

apto y un reemplazo de mejores caractersti-

cas que el 6N60 con referencia tanto a ten-

sin como a corriente y con buenas caracte-

rsticas de velocidad. Lo mismo podemos

decir del K1507 de los que presentamos sus

caractersticas principales en las figuras 11

y 12.

Nuestra preferencia por el 6N60 se basan

en la capacidad de entrada Ciss que es de 700


15Captulo 1

Figura 12 - Caractersticas del 2SK1507.



18/84

a 1000pF en tanto que en el 3264 puede lle-

gar a 1350pF en el 3264 y a 1800pF en el

1507. Esta capacidad es la carga del driver y

puede generar problemas de excitacin

redondeando los flancos de la seal y provo-

cando demoras en el encendido y en el apa-

gado.

En nuestro caso esas demoras son impor-

tantsimas para mejorar el rango de funcio-

namiento de la fuente con seales que tengan

poco tiempo de actividad (amplificador con

baja seal). Dentro de lo posible, debemos

procurar trabajar hasta con seales de un 5%

de tiempo de actividad que equivalen 300

nS.

Nota: en la especificacin del 3264 estaequivocada la unidad de medida de los tiem-

pos de conmutacin (que deben estar en ns -

nanosegundos-).

El 6N60 tiene un tiempo de apagado de

40 ns lo que nos permite suponer que podr

trabajar hasta el 5% de tiempo de actividad o

tal vez menos.

UNCIRCUITO MSDEFINITIVO

Dentro de la topologa de circuitos debe-

mos buscar una que no exija demasiada ten-

sin a los dos transistores MOSFET que ya

decidimos emplear. Que tome como fuente

no regulada un puente de rectificadores nor-

mal y que alimente el primario con CA. En la

figura 13 mostramos un posible circuito que

probaremos y modificaremos si fuera nece-

sario. Primero debemos aclarar que el circui-

to esta alimentado por dos fuentes con lo que

parece que no cumplimos con una de las pre-

misas. Sin embargo no es as porque las dos

tensiones de 155V en serie se pueden obtener

colocando dos electrolticos en serie como

capacidad de carga del puente de rectificado-

res.

Luego observe que el primario se alimen-

ta desde la unin central de las fuentes y

posee una llave a los 300V y otra a masa. Es

decir que el primario tiene aplicada una

corriente alterna perfecta como lo va a indi-



Figura 13 - Circuito bsico de la fuente.



19/84

car el oscilograma de la figura 14. Como

vemos el transformador es atacado por una

CA perfecta de 310 Vpap y 155V de pico

negativo y positivo. De este modo le pedi-

mos la menor exigencia al ncleo del trans-formador que no requiere entrehierro.

De cualquier modo para asegurarnos que

el primario no sea atravesado por una conti-

nua es conveniente utilizar una capacitor en

serie con el mismo que tenga suficiente capa-

cidad como para que no caiga tensin sobre

el, tal como lo observamos

en la figura 15.

En realidad el circuitoprimario tiene que estar pre-

parado para las dos tensio-

nes de red usadas en

America y Europa, para que

la fuente sea una solucin

integral para todos los luga-

res del mundo. En la figura

16 se observa el circuito con

una llave (en 110V) que per-

mite pasar de una tensin a

otra con una resistenciaequivalente a una carga de

120W (680 Ohm) y la posi-

bilidad de tomar tensin de

300V o de 150V para la

llave de potencia superior y

el transformador. Y en la

figura 17 se observa el mismo circuito con la

llave posicionada en 220V y tambin con la

misma posibilidad.

El circuito del secundario tiene una senci-llez espartana, porque solo posee un rectifi-

cador negativo y otro positivo que posterior-

mente deberemos proveer de los correspon-

dientes filtros antirradiacin. La excitacin

es simplemente una seal rectangular que

para cumplir con las exigencias de diferentes

cargas y tensiones de primario (en caso de

baja tensin) debe variar su

tiempo de actividad de

modo que XFG2 sea el com-

plemento a 100 de XFG1, esdecir que si uno fuera del

40% el otro debe ser del

60%.

En la figura colocamos

una carga media y excita-

mos con seales del 50% en

ambos generadores para


17Captulo 1

Figura 14 - Oscilograma de primario del transformador.

Figura 15 - Circuito real de fuente para 220V de red .



20/84

hacer una prueba. Ahora llega el momento de

probar el circuito con los parmetros reales

de consumo para ver si la salida positiva ynegativa se mantiene en valores complemen-

tarios. Es decir que debemos variar R1 y R2

que ahora estn disipando 30W cada uno (es

decir 60W) por valores que permitan disipar

por lo menos 120W con un tiempo de activi-

dad del 40% y luego reducir esa carga al 10%

de su valor original y ver en cuanto debe

quedar el tiempo de actividad.

Por razones de espacio vamos a dejar esta

experiencia para la prxima entrega en

donde dibujaremos el circuito completo yposiblemente agreguemos un par de diodos

auxiliares ms si fuera necesario, ya que

observamos varios circuitos comerciales que

tienen dos diodos por cada extremo del

secundario.

De esta manera tenemos ya un circuito

casi definitivo del sistema de llaves.



Figura 16 - Puente en 110V.

Figura 17 - Puente en 220V de red.



21/84

Demostramos el problema de la circulacin

de corriente continua por el transformador y

lo resolvimos con el uso de una fuente parti-da en el medio, usando dos electrolticos en

serie (de cualquier modo esa es una solucin

aceptable porque por razones de circulacin

de corrientes se requieren capacitores de ele-

vado tamao, llamados de alto ripple o dos

de tamao normal).

Vamos ahora a realizar las simulaciones

propuestas y ver el problema del ncleo a

utilizar, con sus dimensiones y caractersti-

cas. Este es un problema complejo para

Amrica que siempre esta muy mal surtidade materiales especiales.

GENERADOR DEEXCITACIN

Vamos a desarrollar el circuito generador

de esa excitacin, en una simulacin en

Multisim y vamos a probar su funcionamien-to con un transformador con secundario de

carga para que entregue 32V partiendo de

una red de 220/110V.

Nuestra fuente funciona con regulacin

porque la seal de excitacin modifica el

tiempo de actividad de modo de mantener

reguladas las fuentes de -32 y +32V (en rea-

lidad slo se puede mantener regulada una;

la otra se regula automticamente). Para

lograr que la fuente regule a mxima carga

hay que excitarla con un perodo de actividaddel 50%, bajar la tensin de fuente no regu-

lada a 250V, conectarle la carga mxima y

observar que se generen 35V, 36V o mas de

salida.

Luego cambiar el tiempo de actividad a

mano y observar que ajuste en 32V de salida.

Pero cuando el tiempo de actividad se redu-

ce no puede hacerlo en cualquier momento,

debe generar una seal de excitacin simtri-

ca para no deformar la seal de los secunda-rios. Esto complica el generador de modo

que hay que utilizar dos comparadores para

resolverlo aun sin emplear ms que las llaves

controladas por tensin del Multisim.

Nuestro primer paso va a ser resolver el

funcionamiento al mximo tiempo de activi-

dad (50%) y posteriormente resolver el exci-

tador para que regule a 32V.

LACONDICIN DEMXIMADE LAFUENTE

En nuestro curso vamos siempre desde lo

ms simple a lo ms complejo. En principio

vamos a resolver el problema para un ampli-

ficador monofnico de 60W y luego en otras

entregas, seguiremos rediseando para ver si

llegamos a los 120W que permitan alimentar

un sistema estereofnico.Para poder excitar a un sistema mono de

60W por canal; la tensin calculada de fuen-

te es de +32V y -32V aproximadamente lo

que implica una corriente de fuente positiva

o negativa de 30W/32V = 0,9A. Pero al rea-

lizar la prueba de mxima, la salida de fuen-

te debe estar excedida; ser de 36V por ejem-

plo y entonces la corriente va a ser menor;

30W/36V = 0,83A. Lo importante es calcular

la resistencia de carga como de 36V/0,83A =

43 Ohms. Para hacer la verificacin sobre la

fuente positiva se entrega una potencia de

36V.0,83A = 30W que sumados a los 30W de

la fuente negativa hacen los 60W de nuestro

amplificador.

Con estos datos armamos la simulacin

de nuestro ltimo circuito con dos resistores

de carga de 43 Ohm.


19Captulo 1



22/84



Figura 18 - Circuito del secundario aislado a condiciones mximas.



23/84

El circuito del secundario (ver figura 18)

se entiende claramente con el diodo D1 rec-

tificando +32V y el diodo D2 rectificando -

32V, pero como se puede observar se agrega-

ron los diodos D6 y D5 para completar un

rectificador de onda completa y poder dividirpor 2 la corriente que manejan los diodos D1

y D2 y duplicar la frecuencia del ripple, que

ahora ser de 160kHz.

De cualquier modo esto no reduce el valor

de los capacitores de filtro, porque los mis-

mos estn diseados para soportar las varia-

ciones de la carga de audio. Es imposible

evitar que la entrada de los diodos auxiliares

no genere alguna oscilacin parsita. Por esarazn es que agregamos los resistores R3 y

R4, los inductores L1 y L2 y los capacitores

C3, C4, C5 y C6. Con ellos slo se puede


21Captulo 1

Figura 19 - Oscilogramas de la fuente.

Figura 20 - Excitador con perodo de actividad variable.



24/84

observar un mnimo sobrepulso que no gene-

ra molestas irradiaciones.

Observe que generamos un poco ms del

valor deseado porque en realidad el perodo

de actividad mximo debe ser un poco infe-

rior al 50% para evita que se produzca un

solapamiento de las seales de gate y se

enciendan los dos MOSFET al mismo tiem-po, lo que producira un cortocircuito

momentneo de fuente a masa, con un segu-

ro deterioro de los mismos.

En cuanto a la forma de seal de primario

y secundario se puede observar en la figura

19 la seal primaria la tomamos sobre el pri-

mario y la seal del bobinado inferior con

referencia a la masa aislada.

Mirando la figura, el lector puede obser-

var la perfecta simetra de las formas de

seal y la limpieza de la seal presente en elsecundario. El oscilograma del bobinado

superior es una replica invertida del oscilo-

grama mostrado.



Figura 21 - Oscilograma al 50% de tiempo de actividad V = 5V.

Figura 22 - Oscilograma al 40% de tiempo de actividad V = 4V.



25/84

Tambin es conveniente observar que el

bobinado primario esta excitado con una

seal perfectamente alternada es decir con un

valor medio igual a cero lo que nos permite

aprovechar todas las caractersticas del

ncleo.

Ahora debemos excitar el mismo circuito

pero con una seal que tenga periodos de

actividad ms cortos sin perder su valormedio nulo; lo que requiere el uso de un cir-

cuito comparador rpido y un generador de

onda triangular.

CIRCUITOEXCITADORSIMULADO

En la figura 20 se puede observar el cir-

cuito simulado del excitador de las llaves

controlada por tensin, con periodo de acti-

vidad variable con un potencimetro.

Lo ideal para entender el funcionamiento

de este excitador es observar las seales decontrol de las llaves a diferentes perodos de

actividad, que resultan tener una forma de

onda muy particular para conservar la sime-


23Captulo 1

Figura 23 - Oscilograma con un 20% de tiempo de actividad tensin V = 2V.

Figura 24 - Funcionamiento del comparador inferior.



26/84

tra, que garantice que la seal sobre el trans-

formador sea alterna (es decir con valor

medio igual a cero).

Como el perodo de actividad depende de

la tensin continua entregada con el poten-

cimetro, vamos a colocar los oscilogramas

junto con la tensin y el perodo de actividad.

Vea las figuras 21, 22 y 23.

Ahora que se sabe como debe ser la seal

generada se puede analizar como hace el cir-

cuito para generarla analizando el circuito de

la figura 20.

El circuito es, en cierto modo, similar al

modulador PWM de nuestro amplificador de

audio pero considerando que se debe gene-

rar una seal con valor medio nulo. Es evi-

dente que las llaves deben estar excitadas por

diferentes seales y por eso se utilizan losdos comparadores.

El circuito de salida de los comparadores



Figura 25 - Funcionamiento del comparador superior.

Figura 26 - Agregado de los diodos recuperadores.



27/84

es igual y consiste solo en un resistor de 1k

ya que los comparadores tienen salida a

colector abierto (open colector). Por supues-to cada salida va conectada a una llave con-

trolada por tensin.

En la entrada - del comparador superior se

conecta una onda triangular con fase directa

y en la entrada - del comparador inferior la

salida invertida. La tensin continua del

potencimetro opera como eje de recorte de

las ondas triangulares, tal como puede obser-

varse en el oscilograma de la figura 24.

En la figura 25 se puede observar el osci-lagrama del comparador superior que nos

permite entender cmo se genera el otro

pulso de salida.

Como las ondas triangulares estn desfa-

sadas 180 tambin lo estarn las seales de

salida de los comparadores.

Corresponde aclarar que la sensibilidad

de la modulacin es fcilmente modificable

cambiando el valor pap de la onda triangular.

QUPASACUANDO LAS DOSLLAVESESTNABIERTAS?

Ocurre que el primario queda conectado a

alta impedancia y eso no es conveniente. La

solucin del problema se consigue utilizando

dos diodos conectados sobre las llaves con-

troladas por tensin segn el circuito de la

figura 26.Con estos dos diodos, si la corriente no

circula por las llaves en direccin hacia

abajo; circula por los diodos en direccin

hacia arriba, pero siempre hay un circuito

cerrado para evitar las sobretensiones sobre

el bobinado primario.

Primeras Conclusiones

De este modo hemos visto qu es unafuente conmutada, que diferentes configura-

ciones o tipologas pueden tener las fuentes

presentes en los equipos electrnicos de lti-

ma generacin y cmo puede ser una fuente

para nuestros proyectos. Para ello, ya tene-

mos resuelto el circuito secundario y la exci-

tacin del circuito primario. Resta unir los

dos circuitos para verificar el funcionamien-

to y la posibilidad de regulacin, tema que

analizaremos en el prximo captulo.

Posteriormente reemplazaremos las llavescontroladas por tensin por los MOSFET

que ya elegimos y disearemos el driver de

los mismos.

Por el momento trabajamos con un trans-

formador simulado, pero les avisamos a los

lectores de Mxico y Amrica Latina en

general que ya estamos en contacto con dis-

tribuidores de material de ferrite para la

construccin del componente definitivo.


25Captulo 1



28/84



29/84

Ya hemos visto cmo es una fuente

conmutada o pulsada empleada en

los equipos electrnicos actuales yqu requisitos debe cumplir la

misma. En este captulo

veremos los parmetros

de diseo de una fuente

tpica comenzando con el

componente ms comple-

jo, el transformador de

pulsos, indicando dnde

puede conseguirlo y cmo

debe solicitarlo.Obviamente, como Saber

Electrnica llega a todas

las ciudades, daremos

ejemplos en Argentina, Mxico y Venezuela y, para otros pases deber recurrir a

Internet, en base a los datos que sugerimos.

EL TRANSFORMADOR DE PULSOS

Un transformador de pulsos es el compo-

nente bobinado ms difcil de fabricar de la

electrnica. En l confluyen los conoci-

mientos de los materiales magnticos; losmateriales dielctricos (no se olvide que la

prueba de aislacin se realiza a 2.500V) y

los conocimientos de RF bajas que incluyen

el efecto pelicular. Seguramente Ud. qued

asustado despus de leer esta frase e inclusi-

ve extraado porque hablemos del efecto

pelicular a los 80 o 100kHz en que trabaja

nuestra fuente.

Tome una radio de AM en desuso. Busquesu antena de ferrite y desarme el bobinado desintona. Fjese que est construido con 7alambres de cobre esmaltados retorcidos y elmanojo cubierto con hilo de algodn.Inclusive en mis buenos tiempos en

Tonomac utilizbamos alambre de 14 hilos.

Ud. dir que por ese bobinado pasabanmicroamperes y por un transformador depulsos pueden pasar varios amperes de pico.No importa, en ambos casos ocurre el mismoefecto pelicular.

Si Ud. desarma un transformador de pul-sos de procedencia Asitica va a observar

DISEO DEUNA FUENTEPULSADA PARA EQUIPOSELECTRNICOSMODERNOS

27Captulo 2

Captulo 2

DISEO DEUNA FUENTEPULSADAPARA EQUIPOS ELECTRNICOS MODERNOS

Cap 2 - Diseo de Fuentes.qxd 8/2/11 6:15 AM Pgina 27


30/84

que el primario es un simple y grueso alam-bre de cobre. Pero si desarma un transforma-

dor Europeo ver que el primario puede serde 2 o 4 hilos de cobre esmaltado o inclusivede faja de cobre esmaltada aislada con mate-riales plsticos. Ocurre que los Europeos cui-dan el medio ambiente y los Asiticos cuidanel bolsillo.

EL EFECTO PELICULAR

SI Ud. usa un conductor grueso es porquepretende que la corriente circule por todo elconductor, para reducir la resistencia delmismo. Pero el campo magntico que creauna lnea de electrones circulantes por elmedio del conductor tiende a frenarlos o porlo menos se opone a la circulacin generan-do calor. El campo magntico de una lnea deelectrones perifricos no puede frenar a lalnea de electrones siguientes y entonces se

produce un efecto llamado pelicular que hacecircular a los electrones preferentemente porla periferia del conductor.

Este efecto es marcadamente dependientede la frecuencia, as que podemos decir queen todos los componentes bobinados recorri-dos por frecuencias superiores a 1MHz eldimetro se elije para que el alambre seacmodo de bobinar y se permite que el efec-to pelicular trabaje a sus anchas. En corrien-

te continua, la densidad de corriente es simi-lar en todo el conductor (figura 1 a), pero encorriente alterna se observa que hay unamayor densidad de corriente en la superficieque en el centro (figura 1 b). Este fenmenose conoce con varios nombres: efecto pelicu-lar de vila Aroche, efecto skin-Aroche oefecto Kelvin. Este fenmeno hace que laresistencia efectiva o de corriente alterna sea

mayor que la resistencia hmica o decorriente continua. Este efecto es el causantede la variacin de la resistencia elctrica, encorriente alterna, de un conductor debido a lavariacin de la frecuencia de la corriente

elctrica que circula por ste.

El efecto pelicular se debe a que la varia-cin del campo magntico en funcin deltiempo, es mayor en el centro que en la peri-feria simplemente porque hay mayores cam-pos sumados, lo que da lugar a una reactan-cia inductiva mayor, y debido a ello, a unaintensidad menor de corriente en el centrodel conductor y mayor en la periferia.

Este efecto es apreciable en conductores

de grandes secciones, especialmente si sonmacizos. Aumenta con la frecuencia, enaquellos conductores con cubierta metlica osi estn arrollados en un ncleo ferromagn-tico que es nuestro caso particular.

En frecuencias altas los electrones tien-den a circular por la zona ms externa delconductor, en forma de corona, en vez de



Figura 1 - Corriente por un conductor maci-zo cuando est recorrido por una corriente

continua (a) y una alterna (b) de moderadafrecuencia.



31/84

hacerlo por toda su seccin, con lo que, dehecho, disminuye la seccin efectiva por la

que circulan estos electrones aumentando laresistencia del conductor aunque sera mspropio decir la reactancia inductiva.

Este fenmeno es muy perjudicial en laslneas de transmisin que conectan dispositi-vos de alta frecuencia (por ejemplo un trans-misor de radio con su antena).

Si la potencia es elevada se producir unagran prdida en la lnea, debido a la disipa-cin de energa en la resistencia de la misma.

Tambin es muy negativo en el comporta-miento de bobinas y transformadores paraaltas frecuencias, debido a que perjudica alfactor de merito o Q de los circuitos reso-nantes al aumentar la resistencia respecto ola reactancia.

Una forma de mitigar este efecto es elempleo en las lneas y en los inductores deldenominado hilo o alambre de Litz, consis-tente en un cable formado por muchos con-

ductores de pequea seccin aislados unosde otros con esmalte y unidos solo en losextremos. De esta forma se consigue unaumento de la zona de conduccin efectiva.Ver la figura 2.

Se puede realizar un clculo de la pro-

fundidad hasta la cual cir-

cula corriente elctrica?

S, aunque es algo com-

plejo. Normalmente la resis-tencia de un conductor deforma circular se calculacon la frmula:

R = . L/S

En donde (se dice ro)es la permeabilidad relativadel material conductor utili-

zado. Para nuestro caso el cobre tiene unaresistividad de 0,017 Ohm por mm2 por

metro con L en metros y S en mm2

.Se define la profundidad superficial de los

conductores, al rea efectiva por la que cir-cula corriente en el conductor. Depende de lafrecuencia, permeabilidad magntica y resis-tividad del material y se da en metros.

Frmula 1 - Frmula para el clculo

de la penetracin.

En donde = 2 F ; es la permeabili-dad del material y la resitividad.

En realidad los bobinados de nuestrotransformador deberan estar realizados conalambres Litz para reducir las prdidas perotomaremos como suficiente precaucin utili-zar 4 alambres de cobre esmaltado retorci-

dos, del dimetro adecuado.

NCLEOS PARA TRANSFORMADORES

El principio del transformador es que todabobina sumergida en uncampo magntico variablegenera una tensin alternadade la misma frecuencia quela de variacin del campomagntico.

La tensin inducida esfuncin de la velocidad devariacin del campo magn-tico de su orientacin y desu intensidad. Lo importantees que el campo sea variable


29Captulo 2

Figura 2 - Alambre Litz



32/84

porque un campo fijo como el generado porun imn o un electroimn de CC no inducetensin alguna. Estos casos dan forma a lasdnamos y los motores elctricos.

El caso que nos ocupa es una estructurafija de material magntico formado por cha-pas recortadas con forma de E y de I quegeneran un camino de baja reluctancia (resis-tencia al campo magntico) y que pasa pordentro del primario y el secundario.

La variacin del campo magntico de labobina sumergida en l puede ser debido almovimiento, pero en nuestro caso (el trans-formador) se trata de una estructura fija en la

que se vara la corriente, aplicada al prima-rio. Conste que dijimos corriente y no ten-sin, porque el campo magntico es funcinde la corriente que vara por el primario y node la tensin aplicada a l.

En principio un bloque macizo de hierrosilicio puede encargarse de conducir elcampo magntico del primario por dentro del

secundario sin que nada del campo se des-perdicie, cerrndose por el aire sin pasar porel secundario.

Pero es imposible lograr, que aunque seaun pequeo campo, se cierre solo sobre elprimario y por eso un transformador serepresenta siempre como un transformadorideal con un pequeo inductor en serie con elprimario que representa las prdidas de flujoy la ausencia de rendimiento unitario. Ver lafigura 3.

Un transformador consiste en dos bobina-dos fuertemente acoplados entre s. Puedeser simplemente por la geometra de las

bobinas (una dentro de la otra), pero msgeneralmente se trata de una estructura met-lica con un material que es mucho ms per-meable que el aire (al campo magntico)como por ejemplo el hierro silicio.

Durante muchos aos los nicos transfor-madores que se conocan eran los de hierrosilicio laminados ya que la mxima frecuen-



Figura 3 - Transformador ideal y real.



33/84

cia a la que se trabajaba era de 100Hz. En laprctica para reducir al mximo las prdidaspor histresis magntica se recurre al uso demateriales capaces de imantarse y desiman-tarse rpidamente, tal como ocurre con elhierro silicio.

En cuanto a las prdidas por corrientes deFoucault o corrientes parsitas podremostener una idea mas precisa al respecto siobservamos la figura 4, la cual consideramos

por supuesto como un ncleo macizo a pesarde ser de chapa laminada.

Si consideramos al mismo recorrido porun determinado flujo magntico como eldibujado en lneas de puntos; como ste esvariable se originan en dicho ncleo corrien-tes circulares que se opondrn en todo ins-tante a la causa que las origina. Siendo el

ncleo de una sola pieza, la resistencia elc-trica que ofrecer a dichas corrientes circula-

res ser baja, lo cual provocar un incremen-to de tales corrientes.

Debido a su efecto contrario, la corrientede la fuerza magnetizante debilitar a estaltima y, en consecuencia provocar unincremento de la perdida en la potencia quedisipar el primario para un correcto funcio-namiento del transformador, en la corrienteque circula por el primario.

Esto en s representa una prdida de

potencia que disipar el primario para uncorrecto funcionamiento del transformador.

Para contrarrestar el efecto de estascorrientes parsitas es posible llegar a unasolucin muy interesante basada en ofreceruna mxima resistencia transversal a las mis-mas. Esto se consigue integrando el ncleomagntico mediante un conjunto de lminasdelgadas de hierro, superpuestas una sobreotra y aisladas entre s con un bao de gomalaca, barniz o simplemente xido. En la figu-

ra 4 podemos apreciar el tipo de construccinpropuesto que evidentemente reduce lascorrientes circulares transformndolas enelpticas de mucho menos recorrido.

Naturalmente que stas igual se producen,pero debido a que el hierro tiene muchamenor seccin el valor alcanzado por lascorrientes de Foucault es sensiblemente masreducido, disminuyendo en consecuencia lasprdidas.

En la prctica los transformadores seconstruyen con una gran cantidad de lminasmuy delgadas de hierro silicio aisladas entres y fuertemente comprimidas. Con estas pre-cauciones se lograrn realizar transformado-res que alcanzan a cubrir la gama de audio sise utilizan procesos de orientacin del granomagntico de la laminacin.


31Captulo 2

Figura 4 - Ncleo laminado.

Figura 5 - Armado de un ncleo.



34/84

La mxima frecuencia de trabajo de unncleo esta determinada por las llamadas

corrientes de Foucault que consisten encorrientes inducidas en el propio hierro porestar sometido a un campo magntico varia-ble debido al fenmeno de la induccin mag-ntica.

Los cortes en forma de lmina secciona elcamino de circulacin de las corrientes deFoucault y ms cuando las mismas estn oxi-dadas.

De cualquier modo la forma indicada no

es prctica porque no posee lugar para mon-tar el secundario. En el tem siguiente obser-varemos formas prcticas de laminacin.

En la figura 5 se puede observar una solu-cin totalmente clsica consistente en elcorte E y I de la laminacin.

Los cortes en I y en E se arman intercala-dos tal como se observa a la izquierda paraevitar que se produzca un corte del caminomagntico principal.

Cuando se deben realizar transformadoresque superen la banda de audio se abandona lalaminacin y se utilizan grnulos de hierroamalgamados con resinas epoxi, polister uotros materiales plsticos, lo que permitenaumentar la permeabilidad hasta frecuenciasdel orden de los 2MHz. Este tipo de materialtoma el nombre genrico de ferrite. En lafigura 6 se puede observar una fotografa deestas formas de ferrites para transformadoresde pulsos de fuentes.

El material de ferrite tiene caractersticasmuy particulares que requieren un anlisismuy cuidadoso para elegir el ms adecuado anuestras necesidades. Por supuesto lo msimportante es determinar el tamao del trans-formador en funcin de la potencia que debeentregar la fuente. Pero muchas veces estetamao est determinado ms por las carac-

tersticas de aislacin y el acoplamiento quedebe tener la fuente.

CONSTRUCCIN PRCTICA

DEL TRANSFORMADOR

Ya dijimos que un transformador realtiene una inductancia parsita llamada dedispersin que debe minimizarse para obte-ner un elevado rendimiento (que la mayor

parte de la energa que ingresa por el prima-rio salga por el/los secundarios). Esto impli-ca una construccin muy particular del trans-formador. Mirando las fotografas se observaque la zona de bobinados se encuentra sobrela rama central del ncleo construida sobreun carretel de plstico. Ese carretel se llenade un modo muy particular: primero la mitaddel primario, luego los secundarios y porltimo la otra mitad del primario. Es decirque el bobinado es un sndwich de dos tapas

de primario con los secundarios como fiam-bre. Esto provoca un fuerte acoplamiento



Figura 6 - Formas de ferrite para trans-formadores de pulsos.



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entre el primario y los secundarios minimi-zando la inductancia de dispersin.

Pero tambin hablamos de que la pruebade aislacin se realiza a 2500V y esto impli-ca una construccin muy particular con unaaislacin de cinta de mylard sobre la primermitad del primario, luego construir el/lossecundarios una nueva capa de mylard y porltimo la segunda parte del primario.

Es evidente que si los terminales de pri-mario y secundario se sacan del mismo ladodel carretel ser imposible conseguir la aisla-

cin correcta. Por eso la solucin tpica essacar los terminales de primario por un ladoy los de secundarios por el otro.

Por ltimo es fundamental que la aisla-cin del circuito impreso sea mejor que la deltransformador.

Como puede observar, ingresamos delleno en el desarrollo del transformador depulsos mencionando las razones histricasque llevaron a la utilizacin del ferrite y

sobre todo a explicar los requisitos de aisla-cin y rendimiento del transformador.

Todo depende de la construccin y lahabilidad del diseador para lograr unabuena separacin entre los terminales deltransformador y entre el primario y secunda-rio.

Los lectores curiosos que deseen observarlas especificaciones de los ferrites les indica-mos que los que se consiguen en Argentina

se obtienen primero en la lista de materialesde Elemon (www.elemon.net) y luego con-sultar las caractersticas de los materiales enexistencia hay que ingresar enwww.epcos.com. En Mxico puede consultaren EYM Electrnica (www.eym.com.mx),en Venezuela en: www.zonalectronica.com ypara otros pases debe fijarse en el listadoque hemos colocado en nuestra web.

LA FUENTE RESONANTE

Hemos discutido cul es la mejor topolo-ga para una fuente de audio. Y cuando quie-ro optimizar la topologa elegida meencuentro con problemas difciles de resol-ver. Por eso quiero plantear un nuevo mto-do de resolver el problema con una fuente nopulsada.

Desde el comienzo, en este texto, la ideaes disear juntos una fuente pulsada; es decirque yo an no tengo la solucin mientras

estoy escribiendo estas lneas y adems nisiquiera me anim a asegurar que pueda lle-gar a una. Quedamos en que de cualquiermodo la aventura de aprender es siempreprovechosa y decidimos meternos en el temacon todo.

Me anim a escribir porque le un artcu-lo en una revista espaola en donde explica-ban parcialmente la construccin de una, evi-dentemente basada en un artculo en Ingls al

que no tuve acceso. Pero a medida que fuiingresando en el diseo me d cuenta de quetena grandes falencias y no pude resolver laseccin del secundario del transformador.

Releyendo mis propios artculos sobrefuentes llegu a la conclusin de que lasfuentes de alta potencia de mejor rendimien-to se utilizaban en los TV de plasma y sonfuentes que no se pueden clasificar comopulsadas aunque funcionen con pulsos. Sellaman fuentes resonantes y como es clsicoen nuestro curso vamos a estudiarlas a fondo.

EL EFECTO RESONANTE MECNICO

La resonancia mecnica es un efectosumamente utilizado en muchos dispositivos


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y debemos estudiarla antes de entender cmofunciona una fuente resonante.

El pndulo es la mquina resonante msconocida de todas las pocas y la ms didc-tica para entender el problema del rendi-miento. Vamos a analizar un pndulo conaguja rgida, peso y rulemn en su punto depivote. Ver la figura 7. Este dispositivo esuna mquina transformadora de energa gra-vitatoria en energa trmica, si consideramosque el rulemn no es ideal y tiene un deter-minado rozamiento.

Las transformaciones que se producenson las siguientes:

A) Se levanta el peso dndole energa

potencial gravitatoria y se suelta.

B) La aguja hace oscilar al peso que llega

al punto central; en ese lugar la energa

potencial gravitatoria es nula porque el peso

no puede bajar ms all de esa posicin.

Toda la energa potencial se transform en

energa cintica.

C) La energa cintica lleva al peso hacia

la izquierda hasta una altura algo menor que

la derecha.

D) El rulemn se calienta por el roza-

miento, generando una energa trmica

exactamente igual a la prdida de energa

potencial gravitatoria.

E) La energa potencial algo reducida

comienza a convertirse en energa cintica

con direccin contraria a la anterior. Pasa

por el punto central y comienza a reducirse

aumentando la energa potencial.

F) Cuando el pndulo se detiene total-

mente lo hace a menos altura que desde

donde parti y comienza un nuevo ciclo de

descenso. En ese momento el martillo golpea

al peso y recupera la energa trmica gene-

rada en el rulemn.

Note que si el rulemn se oxida, el siste-

ma debe realizar un esfuerzo mayor sobre elmismo y se produce ms energa trmica. Elpndulo sube menos y el martillo debe dar ungolpe mayor para mantener al sistema fun-cionando a amplitud constante.

EL SISTEMA RESONANTE ELCTRICO

En la resonancia elctrica se utilizan lascaractersticas opuestas del capacitor y delinductor. El hecho de que uno se oponga alas variaciones de tensin y el otro a lasvariaciones de corriente hace que colocadosen serie o en paralelo sean ideales para trans-ferirse la energa de uno a otro generandouna oscilacin amortiguada (como la delpndulo). Cada circuito busca reponer laenerga perdida en cada ciclo de modo que laoscilacin se realice en forma permanente.

El problema es que los circuitos deben com-pletar la posibilidad de entregar la energaperdida en cada ciclo con la posibilidad deretirar potencia continua hacia el amplifica-dor y que la tensin de continua pueda ajus-tarse permanentemente con un sistema reali-mentado.

En la figura 8 se puede observar el circui-to bsico que nos ayudar a explicar el fun-



Figura 7 - Oscilador a pndulo.



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cionamiento. El circuito resonante est cons-tituido por la inductancia de primario de T1que es de 330Hy y el capacitor C5 de 12nF.El generador que provee energa al sistemaes XFG3 que como podemos observar es de

onda cuadrada con una amplitud de 310Vpap es decir la tensin rectificada por unpuente en redes de 220V, 50Hz o de un cir-cuito doblador en redes de 110V, 60Hz.

La salida de tensin del circuito se obtie-ne del bobinado secundario con punto medio

de T1 que debe tener la amplitud deseada de32V aproximadamente. Cuando se carga elcircuito ocurre lo mismo que en el smilmecnico; la oscilacin se atena y el gene-rador debe entregar mayor energa al siste-

ma.Esto se puede lograr de dos modos: el pri-

mero es trabajando con el perodo de activi-dad de las llaves con el circuito driver crea-do anteriormente con un comparador paraque nunca quede un circuito abierto. El otro

modo consiste en tra-bajar fuera de la fre-cuencia de resonanciapara que el circuito sin-tonizado reciba menos

energa debido a que lellega fuera de tiempo.

En la figura 9 sepuede observar lacurva de resonancia delcircuito resonante seriemedida con un medidorde Bode.


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Figura 8 - Circuito bsico.

Figura 9 - Curva de resonancia del circuito.



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Este circuito resonanteposee una curva de resonancia

con una mximo de 30 dB a lafrecuencia central de 78kHz.Segn la figura, al trabajar a100kHz, la tensin de salidaes menor a lo necesario, perobasta con acercar la frecuen-cia a unos 90khz para lograr latensin requerida y luegovariar suavemente la frecuen-cia ante variaciones de la ten-sin de carga.

Dems est decir que unacombinacin de los dosmodos de variar la salida per-mite obtener un cambio nota-blemente grande de la misma.Por ejemplo si llevamos lafrecuencia a un valor de80kHz. podramos cargar lafuente con una resistencia de4,3 Ohm generando unapotencia de salida 10 veces

mayor.

La forma de seal de salidaes realmente algo para anali-zar. Si el circuito resonante seexcita con una seal cuadradapodramos pensar que la sealde salida del transformador estambin una seal del mismotipo. Pero en la figura 10podemos observar que no es

as que la seal de uno de lossecundarios es casi una sealsenoidal. Como podemosobservar en rojo aparece laverdadera seal de primariocomo una conmutacin de lasalida del puente de rectifica-dores o el doblador es decircon 310V la mitad del tiempo



Figura 10 - Seal de los secundarios.



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y con una conexin a masa viva el resto deltiempo. Esa seal se aplica al LC formado T1

y C5 que genera el intercambio energticocorrespondiente a un circuito resonante serie.

Aunque la tensin aplicada al circuito seacuadrada la corriente que circula correspon-de a la carga conectada sobre ese generadory no a la seal del generador. En el lmite siel Q del circuito resonante es infinito laforma de seal puede ser cualquira que lacorriente que circula es siempre senoidal. Ennuestro caso como el Q no es infinito, la

seal de corriente por el primario no es per-fectamente senoidal sino una combinacinde senoidal con una pequea cuadrada. Elcampo magntico en el ncleo es proporcio-nal a la corriente de primario y por lo tantovara de la misma forma. Y por ltimo; latensin de los secundarios es proporcional ala variacin del campo magntico del ncleoy por lo tanto es senoidal con la misma dis-

torsin que tiene la corriente de primario.

Lo importante es que se trata de una sealsimtrica y que la variacin del pulso positi-vo es igual a la del negativo que es nuestraprincipal preocupacin.

En el circuito bsico colocamos comocarga del secundario, simples rectificadoresde media onda pero el circuito se puede com-pletar con un par de diodos ms y realizar unrectificador de onda completa como puedeobservarse en la figura 11.

EL GENERADOR DE ONDA

CUADRADA CON LLAVES CONTROLADAS

Ahora nos queda por conectar el primarioa las dos llaves controladas por tensin que


37Captulo 2

Figura 11 - Circuito completo del secundario. Nota: los capacitores C1 y C2 luego sern agrandados con-

siderablemente; no lo hacemos ahora para que no se lentifique la simulacin.



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Figura 12 - Circuito con generador a llaves.



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posteriormente sern reemplazadas por tran-sistores MOSFET digitales de potencia. Verla figura 12.

La generacin de la onda cuadrada se rea-liza del siguiente modo:

En el primer tiempo se cierra la llave J1aplicando la tensin de fuente al extremo

superior del transformador. Cuando transcu-rre el 50% del periodo de la seal la llave J1se abre y se cierra la llave J2 enviando el ter-minal superior del transformador a masa.Esto significa aplicar una onda cuadrada de310V de pico a pico desplazada de cero demodo que el semiciclo negativo coincida conmasa.


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Figura 13 - Oscilograma de tensin sobre el LC y el secundario inferior con el generador a llaves.

Figura 14 - Oscilograma sobre el primario del transformador.



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Parecera que se aplica una tensin conti-nua de 155V al primario del transformador,

pero esto es imposible porque en serie con elprimario est el capacitor C5 que se cargajustamente a un valor medio de -155V des-plazando la onda cuadrada de primario enforma simtrica a masa.

En la figura 13 mostramos el oscilogramade tensin sobre el LC y la tensin del secun-dario inferior para que el lector lo puedacomparar con el de la figura 11 para demos-trar que los circuitos son equivalentes.

Ahora vamos a medir la tensin sobre elprimario de T1 y la vamos a comparar con latensin sobre el LC. Ver la figura 14.

Como se puede observar la tensin es per-fectamente alterna sin ninguna componentecontinua superpuesta, pero tambin podemosobservar que el valor de tensin de picosobre cualquiera de las llaves supera losvalores que pueden soportar los MOSFETporque llega a ser de 1500V.

En el tem siguiente indicaremos el modode solucionar este problema.

LA TENSIN SOBRE

LOS TRANSISTORES MOSFET

Si sobre un circuito resonante serie sequiere reducir la tensin sobre los dos com-ponentes; se debe reducir la energa que losexcita o reducir el Q. En realidad hay querealizar las dos cosas al mismo tiempo parano variar la tensin de salida.

Para reducir la energa entregada al cir-cuito slo nos queda reducir el tiempo deactividad, pero tal como lo hicimos anterior-mente con un circuito que mantenga baja la

impedancia de salida del generador en todomomento; es decir que no vale mantener las

dos llaves abiertas al mismo tiempo.Con esto ya se reduce la tensin sobre las

llaves pero como se va a reducir la tensin desalida es necesario reducir la relacin deespiras del transformador para obtener lamisma tensin de salida.

Esto aumenta la carga sobre el circuitoresonante con lo que se reduce an ms latensin sobre las llaves pero aumenta lacorriente que las recorre. Esto es un meca-

nismo de correccin de errores que debe seraplicado reiteradamente hasta obtener elresultado deseado. Lo ideal es buscar unatensin de alrededor de 600V para poder uti-lizar cualquier MOSFET de fuente de TV.

Ms adelante veremos al circuito pero conel excitador de doble comparador.Reduciremos el tiempo de actividad y ajusta-remos la relacin de espiras para lograr eldiseo del transformador.

DISEO DE UN MODULADORPWM

Al circuito de la fuente resonante le agre-gamos un modulador PWM y ajustamos todopara lograr una tensin de 32V para la salida.

La seccin de potencia de nuestra fuenteya est resuelta con un circuito resonante for-mado por el primario del transformador y uncapacitor de sintona que resuenan en 78kHz.

El secundario del transformador tiene unpunto medio y con l logramos generar unatensin de salida senoidal desfasada 180como en una fuente de 50Hz comn contransformador laminado de hierro silicio.Cuatro diodos rpidos con sus correspon-





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diente capacitores yresistores de filtrado

garantizan una rectifi-cacin de onda comple-ta con una frecuenciade ripple de unos140kHz.

En esta entregadebemos realizar todaslas pruebas que nospermitan determinar elfuncionamiento correc-to de la fuente.

En un principiointentaremos construiruna fuente para unamplificador estereof-nico de 30W por canalaproximadamente, esdecir que generaremosuna fuente de +32V x1A y de -32V x 1A esdecir 32W y 32W con

lo cual completamos64W. De echo nuncauna seal estreo con-sume la suma de losconsumos. Se estimaque es suficiente conconsiderar una poten-cia de fuente de 1,5veces la potencia de uncanal. Posteriormenteveremos la posibilidad

de incrementar lapotencia a un valormayor, para que lafuente sea ms til enforma genrica. Decualquier modo estaserie de artculos esprcticamente un apun-te de trabajo muy deta-


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Figura 15. Circuitode prueba del tipo

resonante.



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llado para que cualquier lector pueda desa-rrollar una fuente por su cuenta; slo hay queanimarse y simular las variantes porque eldiseo es muy flexible y lo permite.

Ahora tenemos dos modos ajustables deregular la tensin de salida y uno fijo. Losregulables son el perodo de actividad deonda completa y la frecuencia del oscilador,el fijo es la relacin de transformacin deltransformador de pulsos.

Como cosas a medir existe una muyimportante que es la tensin aplicada a lasllaves controladas y la corriente que circulapor ellas para saber si los MOSFET elegidos

con anterioridad son aptos para su funcin enuna fuente resonante, aunque a priori pode-mos decir que por la topologa del circuito loson seguramente. Otro cosa que debemosmedir es la tensin aplicada al primario deltransformador y al capacitor de sintona, por-que seguramente tendrn requisitos especia-les debido a que el efecto resonante generasobretensiones importantes.

EL CIRCUITO DE PRUEBA

Realmente no diseamos ningn circuito

nuevo; simplemente superpusimos el ltimodiseo de la entrega anterior con el circuitoexcitador de dos entregas atrs y as sali elcircuito completo que nos permite realizarlos ajustes y las mediciones. Ver la figura 15.

El clock del excitador est generado porel generador de funciones XFG3 dispuestocomo generador de onda triangular que pos-teriormente ser reemplazado probablementepor un 555 y un amplificador inversor y unno inversor integradores. En efecto, podemosobservar que se utilizan las dos fases de sali-da del generador; una a la entrada inversorade U1A y la otra a la entrada inversora deU2B que son circuitos comparadores de altavelocidad.

La comparacin se realiza con una ten-sin continua que se obtiene del cursor delpotencimetro R5. De acuerdo al valor de



Figura 16. Oscilogramasde la generacin PWM.



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continua que se coloca en estas entradas, enlas salidas se genera un pulso rectangular conmayor o menor perodo de actividad. Lospulsos estarn desfasados debido a que coin-ciden siempre con el pulso triangular positi-vo y dicho pulso est desfasado 180 enambas salidas de XFG3.

Los comparadores son circuitos con sali-da toten poll o output colector es decirque ofrecen sobre la pata 1 y 7 el colector deun transistor llave interno, que requiere unresistor a fuente (R6 y R7) para generar unpulso rectangular de ancho variable queopere las llaves controladas J1 y J2. ver lafigura 16.

Estas llaves le entregan al circuito reso-nante T1 y C5 la energa que toma la resis-tencia equivalente a las cargas del amplifica-dor R1 y R2. Si se desea bajar la tensin desalida se puede reducir el periodo de activi-dad de las llaves que se conectan a fuente o amasa por menos tiempo, reduciendo la ener-ga entregada al LC. Tambin se puede variarla frecuencia de XFG3 para que circule

menos corriente por el primario, alejando elpunto de trabajo del punto de sintona delLC. Si se desea aumentar la tensin de salidase debe hacer la accin contraria.

La tensin en los secundarios es propor-

cional a la corriente que circula por el prima-rio; es decir que mayor corriente significamayor tensin sobre los secundarios y vice-versa.

Los diodos D3 y D4 completan el caminode circulacin del LC cuando las dos llavesestn abiertas.

AJUSTE Y PRUEBA DEL CIRCUITO

Evidentemente lo primero que debemoshacer es medir las tensiones de salida y ajus-tarlas al valor deseado de 32V. En principiocolocamos el perodo de actividad del excita-dor en su valor mximo, que no debe sersuperior al 40% para que no exista ninguna


43Captulo 2

Figura 1

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