Una fuente de alimentación se encarga de convertir la tensión alterna en una tensión continua a partir de varias partes, para ello se usan los siguientes componentes:
1.- Transformador de entrada
2.- Rectificador a diodos
3.- Filtro para el rizado
4.- Regulador (+/-)
En esta figura se representan los diferentes procesos dentro de la fuente de alimentación mismos de los que hablaremos a continuación:
Transformador de entrada:
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que
permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente
alterna, manteniendo la potencia.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía
eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro
nivel de tensión.
Está constituido por dos o más bobinas de material
conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero
aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la
constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo,
generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero
eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o
devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o
salida del sistema en cuestión, respectivamente.
En el caso de nuestra fuente, se ocupara un transformador de 127V a 24V
Rectificador a base de diodos
El puente rectificador es un circuito electrónico usado en
la conversión de corriente alterna en corriente continua. También es conocido
como circuito o puente de Graetz, en referencia a su creador, el físico alemán
Leo Graetz (1856-1941 ).
Consiste en cuatro diodos comunes, que convierten una señal
con partes positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un simple
diodo permitiría quedarse con la parte positiva, pero el puente permite
aprovechar también la parte negativa. El puente, junto con un condensador y un
diodo zener, permite convertir la corriente alterna en continua. El papel de
los cuatro diodos comunes es hacer que la electricidad vaya en un solo sentido,
mientras que el resto de componentes tienen como función estabilizar la señal.
Usualmente se suele añadir una etapa amplificadora con un transistor BJT para
solventar las limitaciones que estos componentes tienen en la práctica en
cuanto a intensidad.
En una fuente de alimentación la corriente que es recibida del rectificador esta en forma de
pulsos, es decir, la corriente sube hasta el punto mas alto que alcanza y después regresa a cero y así se repite el ciclo formando una media onda
senoidal.
Esta corriente no es constante por lo que no nos sirve para
alimentar a ningún aparto que funcione
con corriente directa por lo que es necesario filtrar la señal para solo
quedarse con el punto pico de la corriente, el cual es el mas alto que alcanza.
El filtrado de una fuente de alimentación esta formado por
uno o mas capacitores, la función de estos es desechar la parte baja de la
corriente y solo conservar el punto pico. Esto es posible por que el capacitor
es un elemento electrónico cuya función es la de conservar la carga un momento
mas de después de que se dio la caída de la corriente, al hacer esto cuando la
corriente llega al punto mas alto se carga el capacitor y después conserva la
corriente mas tiempo de lo que tarda en bajar a cero y volver a subir conservando solo la parte que necesitamos de la corriente haciendo de esta constante.
Regulación
Un regulador o estabilizador es un circuito que se encarga
de reducir el rizado y de proporcionar una tensión de salida de la tensión
exacta que queramos. En esta sección nos centraremos en los reguladores
integrados de tres terminales que son los mas sencillos y baratos que hay, en
la mayoría de los casos son la mejor opción.
Las ideas básicas de funcionamiento de un regulador de este
tipo son:
. La tensión entre los terminales Vout y GND es de un valor
fijo, no variable, que dependerá del modelo de regulador que se utilice.
. La corriente que entra o sale por el terminal GND es
prácticamente nula y no se tiene en cuenta para analizar el circuito de forma
aproximada. Funciona simplemente como referencia para el regulador.
. La tensión de entrada Vin deberá ser siempre unos 2 o 3 V
superior a la de Vout para asegurarnos el correcto funcionamiento.
Reguladores de la serie 78XX:
Este es el aspecto de un regulador de la serie 78XX. Su
característica principal es que la tensión entre los terminales Vout y GND es
de XX voltios y una corriente máxima de 1A. Por ejemplo: el 7805 es de 5V, el
7812 es de 12V... y todos con una corriente máxima de 1 Amperio. Se suelen usar
como reguladores fijos.
Existen reguladores de esta serie para las siguientes
tensiones: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 y 24 voltios. Se ponen siguiendo las
indicaciones de la página anterior y ya esta, obtenemos una Vout de XX Voltios
y sin rizado.
Es posible que tengas que montar el regulador sobre un
radiador para que disipe bien el calor, pero de eso ya nos ocuparemos mas
adelante.
Reguladores de la serie 79XX:
El aspecto es como el anterior, sin embargo este se suele
usar en combinación con el 78XX para suministrar tensiones simétricas. la
tensión entre Vout y GND es de - XX voltios, por eso se dice que este es un
regulador de tensión negativa. La forma de llamarlos es la misma: el 7905 es de
5V, el 7912 es de 12... pero para tensiones negativas.
Regulador ajustable LM317:
Este regulador de tensión proporciona una tensión de salida
variable sin mas que añadir una resistencia y un potenciómetro. Se puede usar
el mismo esquema para un regulador de la serie 78XX pero el LM317 tiene mejores
características eléctricas.
