Fuente de poder – Diagrama de bloques
¿Qué es una fuente de voltaje?
Muchos circuitos necesitan, para su funcionamiento, una fuente de poder, fuente de voltaje o fuente de alimentación. Esta fuente de poder entrega normalmente un voltaje en corriente continua (C.C.), pero lo que normalmente se encuentra en los tomacorrientes de nuestras casas es corriente alterna (C.A.).
Para lograr obtener corriente continua, la entrada de corriente alterna debe seguir un proceso de conversión como el que se muestra en el diagrama.
Diagrama de bloques de una fuente de poder/voltaje
En el gráfico siguiente se ve el funcionamiento de una fuente de voltaje, con ayuda de un diagrama de bloques. También se muestran las formas de onda esperadas al inicio (entrada en A.C.), al final (salida en C.C.) y entre cada uno de ellos.
La señal de entrada, que va al primario del transformador, es una onda senoidal cuya amplitud dependerá del lugar en donde vivimos (110/220 VAC u otro). Ver: Unidades de medida básicas en electrónica.
Nota: A la fuente de poder también se acostumbra llamar fuente de alimentación y fuente de voltaje o tensión eléctrica.
El transformador
El transformador entrega en su secundario una señal con una amplitud menor a la señal de entrada. La señal que se entrega en el secundario del transformador deberá tener un valor acorde a la tensión (voltaje) final, de corriente continua, que se desea obtener.
Por ejemplo, si se desea obtener una fuente de poder con un voltaje final en corriente directa de 12 voltios, el secundario del transformador deberá tener un voltaje en corriente alterna no menor a los 9 voltios, quedando este valor muy ajustado (recordar que el valor pico en el secundario es: Vp = 1,41 x Vrms = 1.41 x 9 = 12,69 voltios).
Si se toman en cuenta las caídas de voltaje en las diferentes etapas (bloques) de la fuente de poder, posiblemente ya no se puedan obtener los 12 voltios esperados.
En este se escogería un transformador con un voltaje en el secundario de 12 voltios c.a. Con este voltaje en c.a. se obtiene un voltaje pico: Vp = 1,41 x 12 = 16,92 voltios.
El rectificador
El rectificador convierte la señal anterior en una onda de corriente continua pulsante, y en el caso del diagrama, se utiliza un rectificador de 1/2 onda (elimina la parte negativa de la onda). También se puede utilizar un rectificador de onda completa, en cuyo caso la forma de la onda rectificada tiene la forma de una “m”.
El filtro (los condensadores)
El filtro, formado por uno o más condensadores/capacitores electrolíticos, alisa o aplana la onda anterior, eliminando el componente de corriente alterna (c.a.) que entregó el rectificador.
Los condensadores se cargan al valor máximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la señal pulsante desaparece. Ver el diagrama anterior y el proceso de descarga de un capacitor.
El regulador de voltaje
- El regulador recibe la señal proveniente del filtro y entrega un voltaje constante sin importar las variaciones en la carga o del voltaje de alimentación. Un ejemplo es el regulador de voltaje variable LM317.
En otras palabras:
- Los transformadores se utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente alterna. En nuestro caso, para disminuir el voltaje.
- Los rectificadores están formados por diodos y se utilizan en el proceso de transformación de una señal de corriente alterna a corriente continua, permitiendo el paso o no de los semiciclos de ondas de corriente alterna.
- Los filtros pueden ser de varios tipos y se utilizan para eliminar los componentes de C.A. no deseados.
- Los reguladores son un grupo de elementos o un elemento electrónico que se encarga de que el voltaje de salida no varíe de su valor nominal en cualquier condición.
Tipos de fuentes de poder/voltaje
Fuentes de voltaje fijas
Son aquellas fuentes de voltaje que tienen una salida fija que no puede modificarse. Algunos ejemplos:
- Fuente de 12 V usando zener y Amp Op. 741. Esta fuente tiene la característica de tener una impedancia de salida muy baja. Característica muy deseada en fuentes de voltaje y se logra gracias a la gran ganancia en lazo abierto del 741.
- Fuente de voltaje para dispositivos USB (5 voltios). Esta fuente permite, mediante un diseño muy sencillo, alimentar o tener un cargador para dispositivos USB.
Fuentes de voltaje variable
Son aquellas fuentes que permiten que el nivel de salida se modifique con una perilla o similar. Algunos ejemplos:
- Mini fuente variable (0 a 30 V, 1 A). Esta minifuente de voltaje es totalmente transistorizada, puede variar su salida en un amplio rango de voltajes y se puede utilizar para proyectos donde el consumo de corriente es máximo 1 A.
- Fuente de variable con LM317T. Esta fuente de voltaje es ideal para personas que necesitan una salida de voltaje variable (1.5 V a 20 Voltios) con capacidad de entrega de corriente de hasta 1.5 Amperios.
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Quisiera preguntarle, en una fuente para pedales de efectos de guitrarra que trabajan a 9v, las mas completas de estas, trabajan con filtros discretos en cada boca o toma del cable a su pedal respectivo. Poseen filtros de bajo ruido para eliminar o reducir los mismos, quisiera preguntarle de que tipo son estos filtros, porque los que he visto en internet algunos son del tipo F…. y otros de tres patitas tipo LO, quisiera saber cual de ellos es el más conveniente para tener una buena descarga a tierra.
Thanks for information