FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA.

1.- INTRODUCCIÓN.

En un anterior artículo (Radioaficionados, Agosto-2002), se proponía la construcción de una fuente de alimentación con una tensión de salida de 13,5 Voltios y una intensidad de salida de 25-30 Amperios, utilizando tres fuentes de ordenador. El prototipo de aquella fuente lleva en funcionamiento desde la publicación del artículo sin ningún problema, alimentando 2 - 3 equipos de la estación de radio.

Aquella fuente era algo voluminosa, pues se conservaron todos los cables y conectores originales, por lo que el tamaño resultó algo excesivo, si bien con la ventaja de poder reutilizar las fuentes para la alimentación de ordenadores, ya que no habían sufrido ninguna modificación.

Algunos lectores me han sugerido la construcción de una fuente más pequeña y sencilla de montar, por lo que en el presente artículo se describe la construcción de una fuente de alimentación de 13 Voltios 10 Amperios, utilizando una fuente de ordenador.

Estas fuentes son muy económicas y constituyen una buena alternativa a las clásicas fuentes con transformador. Su rendimiento es muy bueno y el peso y dimensiones reducidos. Su precio es muy bajo y también es posible encontrar fuentes de este tipo en el mercado de segunda mano a precios muy interesantes, por lo que puede ser buena idea construir una para cada equipo del cuarto de la radio e incluso disponer de alguna más de repuesto.

2.- DESCRIPCIÓN.

Para el presente proyecto se ha utilizado una fuente del mismo tipo que el utilizado en el anterior artículo. En la figura número uno se puede ver la pegatina de características de esta fuente, donde podemos apreciar que la salida de 12 Voltios puede entregar una corriente con una intensidad máxima de 12 Amperios, valor suficiente para alimentar la mayoría de los equipos de la estación. Hay que tener en cuenta que no se utilizan las otras tensiones que puede suministrar la fuente, por lo que seguramente se podrá consumir un valor mayor. Por otro lado, el consumo es intermitente, alternando los periodos de transmisión con recepción, cuando el consumo en mucho menor, por lo que la fuente trabajará bastante descansada.

En la figura número dos podemos ver la fuente utilizada así como los cables y conectores de las distintas tensiones. La figura número tres nos muestra la parte trasera donde se encuentra el conector de entrada de red, el conector de salida de red y el ventilador. En la figura número cuatro vemos la fuente sin la cubierta, por la parte de entrada de red, donde podemos apreciar los condensadores de filtro, a su derecha el puente rectificador, el ventilador, el disipador con los transistores de potencia y un poco mas hacia el centro, el transformador de potencia. La figura número cinco nos muestra la fuente por el lado de la salida. Se pueden ver los cables de las distintas tensiones, el disipador con los rectificadores, los toroides de filtro y el circuito integrado de regulación.

Esta fuente tiene unos conectores con las tensiones de +5 Voltios y +12 Voltios para la alimentación de los periféricos, discos duros, lectores, etc. Otro conector más grande proporciona todas las tensiones a la placa base del ordenador. En la figura número seis tenemos el esquema de estos conectores.

El sistema de regulación de tensión de la fuente está basado en el circuito integrado TL494, cuyo esquema interno se puede ver en la figura número siete. Otros integrados equivalentes al TL494 son IR3MO2 y KA7500.

En el interior de este integrado se encuentra un oscilador RC que genera la frecuencia de control, un circuito para la modulación del ancho del impulso, un biestable y unas etapas de salida para generar dos ondas cuadradas con un ancho variable y en oposición de fase. El ancho de estos impulsos es modificado por la tensión aplicada al amplificador de error.

El esquema simplificado de la fuente se puede ver en la figura número ocho. La tensión de 220 Voltios de la red se aplica a un circuito rectificador y filtro que produce una tensión sin estabilizar de 300 voltios aproximadamente. Esta tensión alimenta los transistores de potencia conectados al primario del transformador de potencia. Esta tensión sin estabilizar de 300 voltios se aplica a un circuito oscilador conectado al primario de un transformador, en cuyo secundario se encuentra un circuito rectificador que genera una tensión auxiliar de 12 Voltios, que hará que comience a oscilar el integrado TL494.

Este integrado, a través de dos transistores y un transformador de aislamiento, genera dos ondas cuadradas en oposición de fase para excitar los transistores de potencia. Como consecuencia de esto, en el secundario del transformador de potencia se generan unas tensiones alternas, que una vez rectificadas, proporcionan las tensiones de +5 Voltios, +12 Voltios y otras tensiones auxiliares. De la salida de tensión de +5 Voltios se toma una muestra mediante un divisor de tensión, R1 y R2, que se aplica a la entrada del amplificador de error del TL494. De esta manera, si la tensión de salida tiende a subir, el ancho de los impulsos aplicados a las bases de los transistores de potencia se reduce, compensando el posible aumento la tensión.

3.- CONSTRUCCIÓN.

Previamente a cualquier operación comprobaremos el correcto funcionamiento de la fuente, para lo que conectaremos una resistencia de 2200 ohm entre el cable de color verde y cualquier cable negro del conector más grande. Aplicaremos la tensión de red y comprobaremos que la fuente arranca y que en el conector tenemos las tensiones de +5 Voltios y +12 Voltios. Si todo es correcto, procederemos al desmontaje de la fuente. Sacaremos la placa de circuito impreso y desoldaremos todos los cables de salida de tensiones. En las figuras números nueve y diez tenemos la placa de circuito impreso preparada para las siguientes operaciones.

Soldaremos dos trozos de cable grueso de colores rojo y negro y un diámetro de unos 2 mm, a la placa de circuito impreso, en los lugares donde estaban los cables amarillos (+12 Voltios) y negros, masa común, tal como se puede ver en la figura número once.

Para conseguir el arranque de la fuente soldaremos una resistencia de 2200 ohm entre el punto PS-ON, donde estaba conectado el cable verde, y cualquier punto de masa, donde estaban soldados los cables negros. En la figura número doce se puede ver la resistencia de 2200 ohm en su lugar correspondiente.

Tomando las correspondientes precauciones, aplicaremos la tensión de red y mediremos la tensión de +12 Voltios. Casi con toda seguridad esta tensión estará por debajo del valor nominal, por lo que tendremos que conseguir elevarla hasta un valor próximo a 13,5 Voltios. Para ello, conectaremos una resistencia de 10 Kohm en serie con un potenciómetro de 5 Kohm entre la patilla número uno del TL494 y masa. Encenderemos la fuente y ajustaremos el potenciómetro para obtener una tensión de salida de 13,5 Voltios.

Desconectaremos la fuente de la red y desoldaremos el conjunto potenciómetro-resistencia, cuyo valor mediremos. En el prototipo se midió un valor de 12 Kohm. Soldaremos una resistencia del valor medido directamente por la parte inferior del circuito impreso, entre las patillas números 1 y 7 del circuito integrado. En la figura número trece tenemos la resistencia de ajuste de la tensión soldada en su lugar correspondiente.

En algunas fuentes, para un funcionamiento correcto, puede ser necesario conectar el punto marcado PW-OK o POWER GOOD, donde estaba conectado el cable de color gris, a la tensión de + 5 Voltios.

Seguidamente procederemos a la preparación de la caja. Para ello haremos los taladros correspondientes a las hembrillas de conexión, diodo LED e interruptor de encendido, tal como se puede ver en la figura número catorce. Las hendiduras correspondientes a las salidas de los cables se tapan con un trozo de chapa de aluminio de 1 mm de grueso. Una vez colocados estos elementos, procederemos al montaje final de la fuente. Colocaremos la placa de circuito impreso en su lugar correspondiente y realizaremos el conexionado de los cables de salida de tensión, interruptor de red y diodo LED. Para los cables de salida de tensión y diodo LED se han utilizado unos terminales metálicos, para una mayor facilidad de montaje. El diodo LED puede ser un tipo de alimentación directa a 12 Voltios o bien un diodo normal en serie con la correspondiente resistencia limitadora. Un valor de 1 Kohm o inferior puede ser conveniente. En las figuras números quince a dieciocho se pueden ver diferentes aspectos del montaje.

4.- PRUEBA FINAL.

Una vez completado el montaje, por otra parte muy sencillo, procederemos a las pruebas finales. Conectaremos la fuente a la red y accionaremos el interruptor de encendido. El ventilador debe girar normalmente y el diodo LED debe iluminarse. Mediremos la tensión presente en las hembrillas de salida y comprobaremos que su valor es de los 13,5 Voltios aproximadamente. Prepararemos una carga que consuma unos 5 Amperios, la cual puede ser una lámpara de automóvil o un conjunto de resistencias que en total tenga un valor de unos 3 ohmios con una disipación de unos 50 Watios. Conectaremos esta carga a la fuente y mediremos la tensión de salida, que no deberá ser menor de 12,5 Voltios aproximadamente. El prototipo se ha mantenido funcionando de manera continua en estas condiciones durante más de una hora y no se ha observado ningún calentamiento anormal. Después se ha probado con un transceptor de UHF con un consumo en transmisión de unos 7 Amperios y el calentamiento ha sido menor, ya que en los períodos de recepción, el consumo es más reducido. También se ha probado con un transceptor de bandas decamétricas con resultados satisfactorios.

Si estas pruebas son correctas, conectaremos el transceptor a la fuente y realizaremos las pruebas finales, solicitando controles a los corresponsales, para comprobar la ausencia de ruidos o zumbidos. La operación final es colocar la tapa de la fuente con sus correspondientes tornillos y colocar cuatro patitas de goma u otro material en la parte inferior. En las figuras números diecinueve y veinte se puede ver la fuente terminada.

5.- RESUMEN.

En el presente artículo se describe la construcción de una fuente de alimentación para el cuarto de la radio, utilizando una fuente de ordenador. El montaje es muy sencillo y en muy poco tiempo podemos disponer de una fuente de tamaño reducido y buenas prestaciones para alimentar nuestros equipos.

El montaje descrito en el presente artículo no ha sido probado en grandes series y, por tanto, no se tiene certeza de que su funcionamiento sea 100% correcto. Solamente se describe la construcción y el funcionamiento del prototipo.

El autor no se hace responsable de posibles derechos de copia. La información para la realización de este montaje procede de diversas publicaciones, libros, revistas, etc., así cómo de los propios conocimientos del autor.

El autor no se hace responsable de posibles daños y/o perjuicios causados por la construcción y/o uso de este dispositivo, daños personales o muerte, daños a la propiedad, daños al medio ambiente, lucro cesante, perdida total o parcial de datos informáticos o cualquier tipo de daño que se pudiera derivar del montaje y/o uso de este dispositivo.

No se aconseja el uso de este dispositivo en aplicaciones críticas, cómo son control de maquinaria peligrosa, control de navegación o tráfico, maquinaria de mantenimiento de vida o sistemas cuyo mal funcionamiento pueda provocar causas o efectos anteriormente mencionados. Este dispositivo no es tolerante a fallos.

El autor declina cualquier responsabilidad, ni se hace responsable de no mencionar a los dueños de las posibles patentes que aquí se pudieran reflejar.

El dispositivo descrito en el presente artículo es un montaje experimental, cuyo propósito es el estudio de los diferentes aspectos de la Electrónica, por tanto, no está destinado a su utilización industrial ni para su explotación comercial en cualquiera de sus facetas.

El autor no efectúa ninguna actividad comercial relacionada con este u otros montajes publicados en esta u otras revistas o publicaciones de cualquier tipo.

El presente artículo y todos los publicados hasta el momento en la revista "RADIOAFICIONADOS", están recopilados en un DVD a disposición de quien lo solicite. Se incluyen todos los textos, así como las fotografías, dibujos, gráficos, plantillas de circuitos impresos, etc.

Aunque se ha intentado proporcionar todos los detalles necesarios para la realización del proyecto, es posible que algún aspecto no haya quedado suficientemente desarrollado. Como es natural, con mucho gusto el autor dará cumplida información sobre cualquier detalle no especificado, o cualquier punto en particular que no haya quedado completamente explicado. Buena suerte a todos.

Luis Sánchez Pérez. EA4-NH

Apartado 421, 45080 - TOLEDO

E-mail : ea4nh@ure.es

[ Inicio ] [ Datos personales ] [ El cuarto de la radio ] [ Artículos ] [ Fotografía ] [ Música ] [ Otros ]

English Version by

Version Française par