Esta excelente fuente de alimentación para la bancada utiliza sólo transistores como elementos activos y un SCR en la protección contra cortocircuitos, puede suministrar hasta 3 A de corriente. Si el lector está buscando una buena fuente para su banco, he aquí una excelente sugerencia de proyecto.
Describimos el montaje de una excelente fuente de alimentación para la bancada, que se caracteriza por utilizar solamente transistores y un SCR y que posee protección contra cortocircuitos.
En caso de cortocircuito en la salida, el SCR dispara, enciende una lámpara en el panel e inmediatamente, de forma automática, se corta la alimentación de la carga.
Se trata, pues, de fuente ideal para el experimentador, para el reparador que puede desear alimentar aparatos "sospechosos", o para la escuela que necesita una buena protección contra los errores involuntarios de los alumnos.
La fuente tiene ajuste a través de un potenciómetro y el transistor Darlington de alta potencia garantiza un excelente rendimiento para el circuito.
Características:
Tensión de entrada: 110/220 Vc.a.
Rango de tensiones de salida: 2 V a 20 V
Corriente máxima: 3 A
Tipo de protección: "Crow-bar" con SCR
Después de la rectificación por los diodos y filtrado por el electrolítico de alto valor, la tensión continua se entrega al colector de un transistor Darlington de potencia, que tanto puede ser el TIP140, TIP141 o TIP142 (La diferencia está en la tensión máxima soportada por cada uno) .
La referencia de tensión que determina cuánto va a ser aplicada a la carga, depende de la conducción de Q2 que es un transistor NPN de uso general de baja potencia.
En resumen, este transistor controla la tensión de salida en función de su conducción.
Esta conducción está determinada tanto por el ajuste de P1, como por el sensor de la tensión de salida hecha por la red en que está este componente.
Si la tensión de salida cae, la red actúa en el sentido de hacer el transistor BC547 conducir menos y así tener mayor corriente de base en el Darlington, esto lleva a una mayor corriente en este componente, alimentando así la carga con tensión mayor.
El sistema de protección se basa en la tensión de disparo de un SCR del tipo TIC106.
Un resistor, entre la compuerta y el cátodo del SCR, es recorrida por la corriente principal de la fuente.
Así, la caída de tensión en esta resistencia depende de la corriente consumida por la carga.
Si la corriente sube, también sube la tensión en el resistor, hasta que llegamos al punto del disparo de este componente.
Observe que el disparo del SCR es unilateral, bastando una pequeña elevación de la corriente, por una fracción de segundo para que el SCR dispare y así permanezca.
Para apagarlo, no hay señal de conducto, cortocircuito por un momento el ánodo con el cátodo, a través de S2.
Con el disparo del SCR, si la corriente sube más allá del valor establecido según la tensión de disparo del SCR y la corriente de la fuente, la lámpara X1 se enciende, y al mismo tiempo la base del transistor de potencia (Darlington) es llevada a la tierra a través del diodo D3 (1N4002),
En estas condiciones, el transistor de potencia es inmediatamente cortado, con la tensión de salida cayendo prácticamente a cero.
El encendido de la lámpara es un aviso de cortocircuito. Una vez que el corto ha sido removido, bastará apretar por un instante S2, que el SCR se apaga y la fuente puede ser controlada nuevamente por P2.
El valor de Rx se puede programar para corrientes diferentes de 3 A.
En la salida, tanto podemos usar un multímetro común para ajustar la tensión, como también podemos conectar un microamperímetro de 0-200 uA en serie con un resistor de 10 k ohms y un trimpot de 470 k ohms para tener un voltímetro.
El diagrama completo de la fuente de alimentación se muestra en la figura 1.
La disposición de los elementos principales en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2.
Para el transistor de potencia es necesario usar un buen radiador de calor.
Los resistores son de 1/2 W con un 5% o más de tolerancia, y el electrolítico de filtración, de 4 '700 uF, debe tener una tensión de trabajo de 40 V o más.
El SCR no necesita ser dotado de radiador de calor, ya que la corriente conducida por este componente será prácticamente la corriente de accionamiento de la lámpara.
Si se utiliza una lámpara diferente, se debe cambiar el resistor en serie.
Los diodos admite equivalentes y el potenciómetro es lineal.
La resistencia Rx se calcula en función de la corriente de disparo y de la tensión de disparo del SCR.
Como la tensión puede variar entre 0,4 V y 1,0 V siendo el valor típico de 0,6 V, puede ser necesario cambiar el valor de este componente en la práctica.
Este resistor debe ser de hilo, y el valor indicado para la tensión típica de disparo (0,6 V) es de 0,2 ohms.
Este valor se puede lograr con la conexión de 5 resistencias de 1 ohmio x 1 W en paralelo, ya que valores inferiores a 1 ohms son difíciles de obtener.
La fuente cabrá fácilmente en una caja de plástico, cuyas dimensiones deben prever la colocación del transformador.
Inicialmente conecte a la salida de la fuente un multímetro en la escala de tensión apropiada, y ajuste P1 para verificar la exploración de tensiones.
Después, ajuste la salida de la fuente a 15 V, y conecte en la salida por un instante una resistencia de 4,7 ohms x 5 W.
Debe ocurrir el disparo del SCR con el encendido de la lámpara.
Si esto no ocurre, pruebe una resistencia ligeramente más pequeña. Si el disparo se produce con valores menores, aumente Rx.
Si ocurre también con valores mayores que 4,7 ohms, lo que indica corrientes inferiores a 3 A, entonces Rx necesitará ser disminuido.
Una vez comprobado el funcionamiento, usar normalmente la fuente y cuando haya corto, lo que será indicado por el encendido de la lámpara, sólo rearme la fuente después de quitar la causa del corto, apretando por un instante S2.
Semiconductores
Q1 - TIP140, TIP141 o TlP142 - Transistores Darlington de potencia
Q2 -BC547-Transistores NPN de uso general
SCR - TlC106 - diodo controlado de silicio
D1, D2 - 'lN5402 - diodo rectificadores
D3 - 1N4002 o equivalente - diodo de silicio.
Resistores: (1/2 W, 5%)
R1 - 280 ohms
R2 - 4,7 k ohms
R3 - R4 -1k2 ohms
R5 - 470 ohms
P1 - 10 k ohms - potenciómetro
Capacitores:
C1- 4 700 uF x 40 V - electrolítico
C2 - 10 uF x 40 V - electrolítico
C3 - 100 uF x 25 V - electrolítico
Varios:
Rx - ver el texto
T1 - Transformador con primario de acuerdo con. la red local y secundaria de
18 + 18 V o 20 + 20 V x 3 A
F1 - Fusible de 2 A
S1 - Interruptor simple
Placa de circuito impreso, radiador de calor para el transistor de potencia, caja para montaje, cable de alimentación, hilos, soldadura, soporte de fusible, etc.
