FUENTES DE ALIMENTACION

La sección o fuente de alimentación, compuesta por un circuito o conjunto de ellos, es siempre imprescindible en cualquier equipo electrónico. Su misión es la de proporcionar las tensiones de alimentación, generalmente continuas, al resto del equipo.

Funciones necesarias

Cualquier fuente de alimentación incorpora siempre un conjunto de funciones consideradas como imprescindibles, pudiéndose añadir a éstas, según los casos, otras que mejoran y complementan el circuito básico.

Las operaciones que se deberán realizar siempre, son las siguientes:

— Protección de sobretensiones o cortocircuitos.

— Transformación de la tensión de entrada, obtenida de la red, a los niveles necesarios.

— Rectificación de las tensiones alternas.

— Filtrado de la corriente continua obtenida.

A éstas se pueden añadir tres funciones más con las que puede llegar a obtenerse una tensión y corriente continua tan perfecta como se desee:

— Filtrado adicional.

— Estabilizador de tensión.

— Autoprotección contra sobrecargas.

El esquema eléctrico de una fuente de alimentación clásica está representado en la figura y será la tomada como modelo para describir su funcionamiento.

En primer lugar se puede observar el fusible F de protección contra cortocircuitos y sobretensiones, incluido en la conexión a la red del primario de transformador T. Este entrega en su secundario una baja tensión alterna, con un nivel en voltios adecuado para obtener en la salida la tensión continua necesaria.

Los cuatro diodos señalados con DI, D2, D3 y D4 están dispuestos en el'montaje denominado p's't.y producen una rectificación de ü/.v73 c-jmph-ta Ep la figura 1 puede observarse la comparación entre la tensión alterna del secundario y la continua en la salida del vaente

El funcionamiento de este conjunto de diodos es el siguiente;

La tensión alterna del secundario producirá durante un cierto tiempo una tensión positiva en el punto A con respecto al B  y a continuación se dará la situación contraria durante un tiempo igual al anterior, en la que el punto B será más positivo que el A; estos dos tiempos son los señalados con ti y t2. Entonces, durante ti los diodos D2 y D3 podrán conducir, al estar polarizados en sentido directo, estando bloqueados DI y D4 por tenej su cátodo más positivo que su ánodo, ló que supone una polarización inversa.

Durante el tiempo t2 se produce la situación opuesta, en la que conducen los diodos DI y D4, quedando bloqueados D2 y D3.

En ambas situaciones el sentido de circulación de la corriente es el mismo, ya que siempre sale del puente por el punto C, regresando al mismo por el punto D. La corriente así obtenida, es ya continua al tener un sentido único de circulación estando el polo positivo en el punto C y el negativo en el punto D, con la variación en el tiempo representada en la figura l(b).

No obstante, esta tensión continua necesita una corrección adicional que elimine las ondulaciones que presenta y permita obtener un valor uniforme y constante en el tiempo, cuya representación gráfica correspondería a una línea horizontal, tal como se indica en la figura 3. Para ello se emplea el filtro formado por el condensador Cl, el cual tiende a cargarse a la tensión máxima que presentan las ondulaciones, descargándose durante el tiempo que transcurre hasta llegar al siguiente máximo, y así sucesivamente; con ello se logra que la corriente producida por la descarga de Cl sea la que entrega la fuente en su salida durante los intervalos de tiempo mencionados.

Rizado

En ella se observa que aún permanece una pequeña ondulación cuyos límites están indicados por VI y V2. Esta ondulación o rizado residual será tanto menor cuanto mayor sea el valor de la capacidad del condensador Cl. Dado que el rizado no eliminado puede producir en los circuitos alimentados por la fuente algunos defectos de funcionamiento., es conveniente manejar un número denominado factor de rizado' con el que pueda limitarse el máximo valor de éste que no suponga ningún problema al resto del equipo. El factor de rizado se obtiene mediante la siguiente fórmula:

Tensión eficaz de la ondulación residual r~ Tensión continua

Como ejemplo, si esta fórmula la aplicáramos a la tensión obtenida a la salida del puente de diodos, suponiendo que no existiera el condensador Cl, se obtendría la forma representada en la figura- l(b), con un factor de mado r=0,482, lo que indica que la tensión'alterna residual contenida en la ondulación es algo menor .de la mitad de la tensión continua obtenida.

En el circuito analizado se puede aplicar la siguiente fórmula para obtener el r./j teniendo ya en cuenta la presencia del condensador C1.

Donde I es la corriente continua que entrega la fuente al circuito exterior, Vsec es la tensión alterna obtenida del secundario del transformador y Cl es el valor de la capacidad del condensador de filtro. T,

De esta fórmula se deduce que el • . aumentará con la corriente que se extraiga de la fuente y se reducirá si se aumenta el valor de la capacidad de filtrado.

Si suponemos que el secundario del transformador entrega una tensión alterna de «65 V, con una corriente continua de salida de 1 A y un condensador Cl de 1.000 fjF, se obtiene un de 0,08, lo que indica que el condensador ha mejorado en seis veces el que se obtendría en ausencia del mismo.

Regulacion

Otro factor importante y que debe ser tenido en cuenta es lo que se denomina Este factor indica la mejor o peor capacidad de la fuente para poder mantener su tensión continua de salida de la forma más independiente posible de la comente que entrega.

La se obtiene de la siguiente fórmula:

peg_ Tensión en vacío-Tensión a máxima corriente Tensión a máxima corriente

Normalmente se expresa como porcentaje, para lo cual hay que multiplicar por 100 el resultado de la fórmula anterior.

En una fuente ideal, la tensión en vacío y con corriente máxima serán iguales, por lo que la regulación será igual a cero, valor que representa el óptimo.

La fuente de alimentació