Saludos amigos.

Uno de los instrumentos más requeridos en nuestra mesa de trabajo o en el taller o laboratorio electrónico, es la fuente de alimentación ajustable para propósitos generales, la cual permite alimentar cualquier circuito bajo prueba o desarrollo con la tensión y corriente que estos precisen.

En esta ocasión les ofrecemos un circuito que aglutina conocimientos básicos de electrónica y que permite obtener en la salida una tensión comprendida entre 0 y 25V con una capacidad de corriente máxima de 4A de forma continua.

El circuito aquí mostrado no es más que una fuente de alimentación lineal clásica, con su puente rectificador y el capacitor de filtrado a la cual se le ha añadido un regulador de tensión en serie, un circuito de protección contra sobrecorriente y cortocircuito y una etapa de potencia, con un par de transistores en paralelo.

Este diseño de fuente es la que yo uso a diario en mi mesa de trabajo, la tengo funcionando hace varios años y funciona perfectamente, de más esta aclarar que este esquema ya ha sido corregido por mí con los valores que realmente funcionan en la práctica, y con los que he logrado buenos resultados. El esquema que les presento es el diseño básico, el elemental, porque en el diseño que realicé para mí, el que tengo montado, añadí algunas cosas más, que se las listo a continuación, pero que son completamente opcionales por supuesto:

• Un par de instrumentos fijos, un amperímetro y un voltímetro, los cuales me permiten conocer en todo momento la tensión provista en la salida y la corriente que la carga está demandando.
• Un interruptor para la desconexión forzada de la salida, de forma rápida e instantánea y sin tener que apagar la fuente, pues en caso de algún problema con el circuito bajo prueba, si tenemos que apagar la alimentación, el voltaje a la salida, demora algunas decenas de segundos en desaparecer una vez que se apaga la fuente debido a la carga del filtro, y a lo mejor para entonces ya es demasiado tarde.
• Una resistencia de descarga para el filtro de entrada, que disminuye bastante el tiempo de descarga de dicho filtro, con lo cual el voltaje a la salida desaparece en menor tiempo.
• Led piloto que indica el encendido de la fuente, con una resistencia de 2.2K en serie, tomado desde la salida del puente rectificador.

Estos detalles que fueron añadidos por mí, para todos los interesados pueden contactarme a través de este blog y hacerme la solicitud en los comentarios.

El circuito funciona de la siguiente forma:

El voltaje en la salida se ajusta mediante el control RV2.

Durante el trabajo normal de la fuente, la combinación de Q1 y Q2, en lo adelante “tiristor”, se encontrará inactivo, por lo que el led indicador D1, se encontrará apagado, y un nivel alto en la base de Q3, que se encontrará saturado, provocando que el diodo Zener D4 esté cortado, por lo que habrá un nivel bajo en las bases de los transistores Q4 y Q5, encontrándose ambos cortados, y tanto el regulador, como la etapa de potencia se encontrarán trabajando normalmente.

Ahora bien, en el caso en que se produzca un cortocircuito en la salida, o un exceso de consumo de corriente en la carga el tiristor se dispara y activa el mecanismo de protección.

La corriente de disparo del tiristor es censada a través de la resistencia R5, y mediante el potenciómetro RV1 se puede hacer un ajuste fino del umbral de disparo y llevarlo hasta la corriente que deseemos.

Una vez que se dispara el tiristor, el led indicador se enciende, y se establece un nivel bajo en la base de Q3, que se encontrará cortado, provocando que el diodo Zener D4 conduzca, por lo que habrá un nivel alto en las bases de los transistores Q4 y Q5, encontrándose ambos saturados, Q4 gobierna el regulador, inhibiendo su funcionamiento al poner el pin de ajuste a nivel bajo, y Q5 gobierna la etapa de potencia, el cual inhibe su funcionamiento al poner un nivel bajo en la base de los transistores Q6, Q7 y Q8, los que se encontrarán cortados.

Para restablecer la fuente a su funcionamiento normal, primero debemos detectar y eliminar las causas del disparo, una vez hecho esto procedemos a apretar el Push-buttom SW2, el cual mediante el pico transitorio que se produce mediante la carga rápida del filtro C3, logra el cambio de estado en el tiristor y su consecuente rearme.

En mi caso, los transistores de potencia los coloqué en el chasis del equipo, con una buena superficie de disipación, y aunque el LM317 trabaja bastante frio, si tienen espacio suficiente para colocarlo en un disipador, pues nunca está demás.

La corriente de salida depende de la que el transformador que utilicen les proporcione, este circuito está probado por mí para 4A continuos sin problemas, y llegué a sacarle 5A, pero no por mucho tiempo, pues se calentaban demasiado los transistores de salida. Pueden experimentar, si el transformador y los recursos lo permiten, añadir otro u otros transistores de salida también en paralelo, para aumentar la capacidad de corriente.

Si desea conectar un voltímetro para tener medición permanente de la tensión deberá colocarlo en paralelo con los bornes, siempre verificando la correcta polaridad y la escala de dicho instrumento. Si quiere conocer la corriente que circula por el circuito alimentado deberá colocar un amperímetro en serie con la vía positiva de la salida de esta fuente. Recuerde que la salida positiva de la fuente ingresa al terminal negativo del instrumento y el terminal positivo del instrumento representaría la nueva salida positiva de la fuente.

LISTA DE COMPONENTES

El puente rectificador BR1 puede ser reemplazado por 4 diodos de buena corriente.

Para los que deseen, poseo los archivos de simulación de esta fuente, realizados con el software Proteus.