Fuente regulable de voltaje

1. FUENTE DE VOLTAJE REGULABLE
POR:
Bibiana del C. Hdez. Hdez.
Francisco Hdez. Madrigal
Christian Zuriel Salazar Pineda
CARRERA:
Ingeniería en Mecatrónica
MATERIA:
Electrónica analógica
CUATRIMESTRE Y GRUPO:
Cuatrimestre Septiembre-Diciembre 2011
Grupo M1-3-2011-03
CATEDRÁTICO:
Ing. Eloy Durán Maldonado
Villahermosa, Tab., 6 de Diciembre del 2011.

2. INTRODUCCIÓN
Una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la
red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que
alimentan distintos circuitos o aparatos electrónicos.
Para convertir la tensión alterna en continua se utilizan los circuitos rectificadores.
Sin embargo, la tensión continua disponible a la salida del filtro del rectificador
puede que no sea lo suficientemente buena, debido al rizado, para una aplicación
particular o que varíe su magnitud ante determinados tipos de perturbaciones que
puedan afectar al sistema como por ejemplo variaciones de la carga, de la
temperatura o de la red hasta un 10%.
En estos casos, se precisan circuitos de estabilización o de regulación para
conseguir que la tensión continua a utilizar sea lo más constante posible.
De aquí, el concepto de fuente regulada de alimentación como un dispositivo
electrónico encargado de suministrar un voltaje o una corriente continua, lo más
estable posible, a los distintos elementos que se conecten a él.
OBJETIVO
El alumno aprenderá a desarrollar una fuente con voltaje regulable a partir de
ciertos
componentes
electrónicos
básicos
y
de
sus
hojas
de
datos
correspondientes; de esta manera, podrá utilizarla para circuitos creados más
adelante que necesiten de corriente continua.
2

3. LISTA DE MATERIALES
 1 Transformador de 24V / 2A.
 1 puente de diodos.
 1 buzzer.
 1 diodo LED azul.
 1 diodo de conmutación 1N4148.
 1 transistor BC549BP.
 1 potenciómetro de 5kΩ.
 1 capacitor cerámico de 220 nF.
 1 transistor LM317.
 1 capacitor electrolítico de 6.8 mF / 25v.
 1 capacitor electrolítico de 1µF / 50 v,
 1 resistencia de 1Ω / 5 watts.
 2 resistencias de 2.2 kΩ.
 1 resistencia de 220 Ω.
 1 porta-fusible.
 1 fusible de 2 A.
 1 switch.
 1 conector banana jack.
 Acrílico para la caja.
3

4. FUNCIONAMIENTO
La fuente se compone de cinco bloques principalmente:
 Transformador.
 Rectificador.
 Filtro.
 Regulador o Estabilizador.
 Protección contra cortocircuito.
En el diagrama del circuito, el transformador proporciona una tensión alterna
senoidal, aumenta o disminuye la amplitud de una tensión alterna, mantiene la
frecuencia y proporciona aislamiento galvánico.
El rectificador o puente de diodos se encarga de transformar la corriente alterna
en pulsos positivos, los cuales se componen de una señal continua y rizada.
Luego viene el filtro de entrada, que en este caso es el capacitor de 6.8 mF, que
reduce el rizado de la tensión, aísla la componente alterna de la continua y
asegura un comportamiento lineal (mantiene el voltaje estable). Este capacitor
almacena energía en forma de campo eléctrico, así que cuando el pulso comienza
a decaer, el capacitor lo compensa descargándose, lo que ayuda a estabilizar la
señal pero origina un pequeño rizado
Por otra parte, el capacitor de 1 µF evita que la corriente continua se pierda ante
un posible bajón de energía. El capacitor cerámico es para filtrar el ruido.
El LM317 regula el voltaje del circuito, junto con el potenciómetro, cuya resistencia
influye en la salida de voltaje también; este último termina por estabilizar la señal y
nos ayuda a obtener una señal continua a la salida de la fuente.
4

5. Las resistencias se encargan de proteger al LM317, al transistor NPN y al
potenciómetro.
Cuando se produce un cortocircuito el diodo de conmutación cierra el paso; es
decir, protege al LM317 de posibles voltajes en sentido opuesto. La corriente del
corto alimenta al transistor NPN, el cual al entrar en conducción activa el buzzer y
el diodo LED, que son quienes se encargan de avisar que se ha producido un
cortocircuito (sistema de protección contra cortocircuitos).
REPORTE (OBSERVACIONES)
Dentro de los puntos que se consideraron más remarcables y los errores que se
cometieron a la hora de armar el circuito, se puede mencionar que:
Resulta indispensable checar con el multímetro que haya continuidad, en
las pistas que deben tenerlo, en el circuito impreso en la placa. Esto da
tiempo a corregir cualquier error antes de empezar a soldar.
El transistor mal colocado activará el buzzer y el LED apenas la fuente sea
conectada. En este caso, debido a la falta del transistor BC549BP, se utilizó
su equivalente KSP 2222A; sin embargo, este último tuvo que conectarse
según la hoja de datos del BC549, pues de otra manera hacía corto y
activaba el sistema.
El diodo de conmutación conectado al revés tiene el mismo efecto que el
transistor conectado en sentido contrario al que debe ser.
A partir de la resistencia de 1 Ω / 5 watts ya no se unen los demás
componentes a la tierra. De no respetar esto, el potenciómetro se quemará.
5

6. El LM317 se calienta al haber un corto o probar el sistema de protección,
por lo que se recomienda ponerle un disipador de calor.
Si no se conecta la salida del negativo en el lugar correcto, habrá un
cortocircuito.
Es más fácil realizar el PCB a mano que a computadora y a través del
método de planchado, debido a que no todos los componentes pueden
estar en el programa de diseño; o bien, las pistas que de el software
pueden ser muy delgadas.
CONCLUSIÓN
Por medio de esta práctica, el alumno ha podido comprender mejor y más
detalladamente tanto el funcionamiento de las fuentes de voltaje regulables, como
el de los mismos componentes que la integran. Esto sirve para corroborar la
importancia y utilidad que una fuente variable tiene en la mayoría de los circuitos
electrónicos.
Asimismo, también se observó lo fundamental que es el tener un sistema de
protección contra cortocircuitos, dado que esto ayuda en gran medida a evitar las
pérdidas y los daños que pudiesen ocurrir en los componentes utilizados
6

8. Simulación en Multisim
8

9. DIAGRAMA ORIGINAL
9

10. PCB - CIRCUITO EN LA PLACA HECHO A MANO
10

11. ANEXOS
Fig. 2 Dibujando
la placa a mano.
Fig. 1 Circuito en el protoboard.
Fig. 3 Placa terminada.
Fig. 4 Circuito en el protoboard.
11

12. Fig. 5 Placa después del atacado.
Fig. 8 Montando los componentes en la placa.
Fig. 6 Taladrando la placa.
Fig. 7 Perforando.
Fig. 9 Montaje completo.
12

13. Fig. 10 Vista desde arriba del montaje en la placa.
Fig. 11 Atornillando el transformador.
Fig. 12 Armando la caja.
Fig. 11 Vista de la placa soldada por debajo.
Fig. 13 Caja terminada.
13

14. Fig. 14 Vista lateral izquierda.
Fig. 15 Vista lateral derecha.
Fig. 16 Vista desde arriba.
14

15. 15