2. Rectificador
Es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna
en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos
rectificadores, ya sea semiconductores
de estado
sólido, válvulas
al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de
mercurio.
Dependiendo de las características de la alimentación en
corriente alterna que emplean, se les clasifica en
monofásicos, cuando están alimentados por una fase
de la red
eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por
tres fases.
Un diodo conduce cuando la tensión de su
ánodo es mayor que la de su cátodo. Es como un
interruptor que se abre y se cierra según la
tensión de sus terminales:
Ya que el rectificador se conecta después
del transformador, entonces ingresa por él tensión
alterna y tendrá tensión continua a su salida, es
decir, un polo positivo y otro negativo:
La tensión Vi es alterna y senoidal, esto
quiere decir que a veces es positiva y otras negativa. En un
osciloscopio
observaríamos la siguiente señal:
La tensión máxima a la que llega Vi
se le llama tensión de pico y en la gráfica aparece
como Vmax. La tensión de pico no es lo mismo que la
tensión eficaz pero están relacionadas, Por
ejemplo, si compramos un transformador de 6 voltios, entonces
serán 6 voltios eficaces, estaríamos hablando de Vi
pero, la tensión de pico Vmax vendrá dada por la
ecuación:
Vmax = Vi * 1,4142
Para el ejemplo Vi=6V entonces:
Vmax = 6 * 1,4142 = 8,48 V
Rectificador en puente:
El rectificador más usado es el llamado
rectificador en puente y es que el usaremos en nuestra fuente, su
esquema es el siguiente:
Cuando Vi es positiva los diodos D2 y D3
conducen, siendo la salida Vo igual que la entrada Vi Cuando Vi
es negativa los diodos D1 y D4 conducen, de tal forma que se
invierte la tensión de entrada Vi haciendo que la salida
vuelva a ser positiva.
El resultado es el siguiente:
Observamos en la figura que aún no se ha
conseguido una tensión de salida estable, es por ello que
será necesario un filtro.
3. Filtro
La tensión en la carga que se obtiene de un
rectificador es en forma de pulsos. En un ciclo de salida
completo, la tensión en la carga aumenta de cero a un
valor de pico,
para caer después de nuevo a cero. Esta no es la clase de
tensión continua que precisan la mayor parte de circuitos
electrónicos. Lo que se necesita es una tensión
constante, similar a la que produce una batería. Para
obtener este tipo de tensión rectificada en la carga es
necesario emplear un filtro.
El tipo mas común de filtro es el del
condensador a la entrada, en la mayoría de los casos
perfectamente válido. Sin embargo en algunos casos puede
no ser suficiente y tendremos que hacer uso de algunos
componentes adicionales.
Filtro con condensador a la entrada:
Este es el filtro más común y por
ello mas conocido.
Basta con añadir un condensador en
paralelo con la carga (RL), de esta forma:
Para hacer más abreviada la explicación
sustituimos el diodo puente por un diodo común ya que se
comportaran de la misma manera. Cuando el diodo conduce el
condensador se carga a la tensión de pico Vmax. Una vez
rebasado el pico positivo el diodo se abre. ¿Por que?
debido a que el condensador tiene una tensión Vmax entre
sus extremos y la tensión en el secundario del
transformador es un poco menor que Vmax el cátodo del
diodo esta a mas tensión que el ánodo. Con el diodo
ahora abierto el condensador se descarga a través de la
carga, lo cual hace que disminuya su voltaje, pero en el momento
que el voltaje sea menor que el del secundario del transformador,
el diodo vuelve a conducir y consecuentemente a cargar al
condensador. Nos podemos dar cuenta que el proceso es
repetitivo.
La tensión Vo quedará de la siguiente forma:
La tensión en la carga es ahora casi una tensión
ideal. Solo nos queda un pequeño rizado (conocido
también como voltaje de rizado) originado por la carga y
descarga del condensador. Para reducir este rizado podemos optar
por construir un rectificador en puente: el condensador se
cargaría el doble de veces en el mismo intervalo teniendo
así menos tiempo para
descargarse, en consecuencia el rizado es menor y la
tensión de salida es más cercana a Vmax. Otra forma
de reducir el rizado es poner un condensador mayor, pero siempre
tenemos que tener cuidado en no pasarnos ya que un condensador
demasiado grande origina problemas de
conducción de corriente por el diodo y, por lo tanto, en
el secundario del transformador (la corriente que conduce el
diodo es la misma que conduce el transformador).
4. El regulador:
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
más sencillos y baratos que hay, en la mayoría de
los casos son la mejor opción.
Este es el esquema de una fuente de
alimentación regulada con uno de estos reguladores:
CONSTRUCCIÓN DE LA
FUENTE
DIAGRAMA DEL CIRCUITO
MATERIALES
Puente rectificador= 4 Diodos de 2 Amperios
D1 =1 Diodo LED ROJO
D2 =1 DIODO N4148
D3= 1 Diodo de 2 Amperios
D4= 1 Diodo LED VERDE
D5=1 Diodo de 2 Amperios
R1= Resistencia de
1KO
R2= Resistencia de 1.8KO
R3= Resistencia de 1O, 2WATTS
R4= Resistencia de 220O
R5= Resistencia de 2.2KO
P1= Potenciómetro de 5KO
C1= Condensador de 2200uF
C2= Condensador de 10uF
C3= Condensador de 100Nf
U1= Integrado LM317T
Q1= Transistor NPN
BC548
Transformador 30 Volts 1.5 Amperes
Protoboard
Especificaciones técnicas
del integrado LM317T:
ESPECIFICACIONES
DE LA FUENTE
Voltaje de salida: 1.2 a 25v
LED de Encendido: Si, cuando esta energizado el
circuito el LED Verde se prende automáticamente
Circuito de protección: Si, al hacer corto
circuito en las terminales, el diodo LED se encenderá para
avisarnos de sobrecarga.
Variación de Voltaje: Potenciómetro
PROBLEMAS Y
SOLUCIONES
Problema N°1:
LED de protección (LED rojo) no prende debidamente, al
hacer corto circuito en los terminales se prende de manera fugaz
cuando debería mantenerse constante.
Solución:
Ya que el transistor debe llegar a su punto de
saturación para que deje prender el LED de
protección se tenía que poner una resistencia de
base que sature. La resistencias
que tuvimos que poner fue de 1O (R3) y 1K O(R2).
Problema N°2:
El circuito no regula
Solución:
Ya que nos fijamos que todo estaba bien conectado, nos dimos
cuenta que el circuito integrado no estaba funcionando debido a
que no estaba bien puesto en el protoboard
ARMADO DE
CIRCUITO EN PROTOBOARD:
Bibliografía:
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_alimentaci%C3%B3n
http://www.robodacta.com/Imag_Prod/81.jpg
www.hispazone.com/conttuto.asp?IdTutorial=98
– 77kwww.ciao.es/Fuentes_de_alimentacion_273596_3
– 50khttp://www.unicrom.com/Tut_fuentepoder.asp
Autor:
Luis Miguel Munayco Candela
Profesor: Ing. Anderson Calderón Alva
Ciudad Universitaria, 2008
Universidad nacional Mayor de San Marcos
Universidad del Peru, Decana
de America
Facultad de ingenieria electrica y
electronica
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