Modificación De Fuente Para 25a

Fuente de alimentación regulada para 25A

Hoy en día la mayoría de los equipos de aficionados utilizan alimentaciones de 12 o 13,8V.

El avance de la tecnología ha llevado también a que estos equipos cuenten con un alto grado de sofisticación y por lo tanto sean muy sensibles a sobretensiones, cambios bruscos o ruido en las tensiones de alimentación. Esto ha hecho imprescindible el empleo de fuentes de alimentación reguladas que garanticen la estabilidad de la tensión que ingresa al equipo.

Por otra parte, para poder lograr potencias de salida del orden de los 100 Wats con las bajas tensiones requeridas por los transistores actuales (12 Volts) se requieren altas corrientes de alimentación (20 Amperes o más). Esto nos obliga a tomar determinadas precauciones (cables gruesos, bornes grandes, etc.) e impone un fuerte desafío en el diseño de las fuentes reguladas incrementando su costo.

Tal vez sea por estos motivos que la construcción casera de fuentes de alimentación reguladas no sea una práctica común entre los radioaficionados. Sin embargo la tecnología de las computadoras personales, y la gran reducción de costos que se ha venido observando en sus componentes, nos permite hoy armar en casa una fuente de alimentación regulada de características muy superiores a otras que se encuentran en el mercado a sólo una fracción del costo de una fuente comercial.

La idea original de este proyecto es de Guillermo García Mendive (LU9AGA), quien también participó en las pruebas y sugirió el montaje mecánico descripto.

Fuentes conmutadas vs. fuentes lineales

Básicamente existen dos formas de realizar una fuente de alimentación regulada.

Una de ellas consiste en hacer una fuente que entregue mayor tensión de la requerida a la salida. Entre la fuente y la carga se coloca un dispositivo regulador que no hace otra cosa que disminuir la tensión de la fuente hasta un valor deseado manteniéndolo constante. Para lograr esto, se utilizan transistores que trabajan como resistencias variables. De esta manera, parte de la potencia de la fuente llega a la carga y parte se transforma en calor que se disipa luego en el aire.

A estos dispositivos se los denomina reguladores lineales y se caracterizan por generar bastante calor para potencias medianas y altas (figura 1).

Otro tipo de reguladores son capaces de tomar de la fuente sólo la potencia que la carga requiere. De esta manera, prácticamente no hay potencia disipada en forma de calor y por ello su eficiencia es mucho mayor.

El principio de funcionamiento de estos reguladores consiste en transformar la tensión continua de la fuente en una serie de pulsos que tienen un ancho determinado. Estos pulsos son luego integrados y transformados nuevamente en una tensión continua. Variando el ancho de los pulsos es posible controlar la tensión de salida. A los reguladores que emplean este principio se los denomina reguladores conmutados (figura 2).

Como podrán imaginar la complejidad circuital de los reguladores conmutados había relegado su uso, hasta no hace mucho tiempo, al campo de las altas potencias o aplicaciones especiales. Sin embargo ahora se cuenta con circuitos integrados que facilitan y reducen los costos de este tipo de reguladores con lo cual su uso se ha extendido enormemente en los últimos años.

Fuentes de alimentación para PCs

Toda PC actual cuenta con una fuente de alimentación regulada conmutada de gran calidad y rendimiento.

Estas fuentes, se pueden obtener como un componente separado en los negocios del ramo. Existen distintas versiones que proporcionan distintas potencias de salida siendo las más usuales las de 200 y 250 Wats. En nuestro caso hemos optado por la versión de 250 Wats que es la empleada en los gabinetes "Minitower" para las PCs más grandes.

Estas fuentes proporcionan tensiones reguladas de +12V a 10A, +5V a 25A y dos salidas de -12 y -5 Volts de baja corriente. Nosotros para este proyecto sólo utilizaremos la salida de +5V que es capaz de brindar hasta 25A.

Cada fuente cuenta con conectores para el cable de entrada de 220V o 110V y un ventilador. Todo en una pequeña cajita metálica con abundantes orificios de ventilación.

Estas fuentes son en realidad fuentes conmutadas que utilizan un muy conocido circuito integrado especialmente diseñado para este fin, el TL494. Gracias a este integrado, se pueden hacer fuentes conmutadas a un bajo costo ya que en él están presentes todos los circuitos de control necesarios y sólo es necesario agregar algunos componentes pasivos (resistencias y capacitores) y transistores de potencia.

Actualmente estas fuentes pueden obtenerse a un precio de alrededor de los $29. Para este proyecto necesitaremos tres.

Haciendo una serie

La idea central del proyecto es utilizar tres de las fuentes antes mencionadas para obtener 13,8V a 25A.

Para ello tomaremos de cada fuente únicamente la salida de +5V que es la que tiene una capacidad de corriente de 25A. Las tres fuentes deberán conectarse en serie como lo indica la figura para que sus tensiones se sumen. (figura 3).

En este punto muchos se preguntarán cómo lograr 13,8V si 5+5+5=15. La respuesta aquí es que modificaremos una parte del circuito de control de cada fuente para que la salida de 5V entregue sólo 4,6V.

Pese a que esto puede parecernos una "misión imposible" al ver la placa de circuito impreso de la fuente, no lo es.

Los detalles que daré a continuación acerca de cómo modificar el circuito del regulador es aplicable a las fuentes de marca "DIAMOND" bastante populares en nuestro medio. Esto no quiere decir que sólo podemos utilizar fuentes de esa marca para nuestro proyecto sino que, si utilizamos fuentes de otra marca, es probable que el valor de las resistencias y la distribución de componentes sobre la placa sean distintas a las aquí descriptas y se requiera por lo tanto realizar algunos experimentos que se explican más abajo.

Antes de comenzar a trabajar, es necesario que hagamos dos cosas en favor de nuestra seguridad personal.

La primera es ubicar, entre los cables que salen de la fuente, a dos destinados al interruptor de encendido de la PC. Para esto abrimos la fuente. Estos cables están conectados uno a la placa de circuito impreso y otro al zócalo donde se enchufa el cordón de alimentación de 220/110V. En sus extremos estos cables generalmente traen pequeños conectores para enchufarlos a las patas planas del interruptor. Lo que debemos hacer es quitar los conectores y soldar estos dos cables entre sí. No olvidemos aislarlos adecuadamente ya que por ellos pasarán 220V.

La segunda

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