lunes, 30 de septiembre de 2013

Electrónica de Andar por Casa, Artículo 7: Fuentes de alimentación (I)

Artículo publicado en el número 6 de RetroWiki Magazine

 

FUENTES DE ALIMENTACION (I)


Vamos a ver cómo funciona una fuente de alimentación, que es algo que necesitan todos los aparatos que utilizamos, y nos permitirá efectuar algunos arreglos básicos. Actualmente se usan fuentes conmutadas, mucho más eficientes, pero como los aparatos que usamos son antiguos, se usan en casi todos fuentes lineales, menos eficientes pero más sencillas de entender. Nuestros aparatos usan principalmente 5 voltios en continua, aunque se usan otros voltajes como +12, -12 o -5 voltios. Para obtenerlos se parte de los 220Voltios en alterna de los enchufes (en España, o de los 110Voltios en algunos paises), por lo que hay que pasar por una serie de fases:





Cada aparato tiene una parte en su interior y otra fuera, por ejemplo la NES o el Dragón solo tienen el transformador externo, el Spectrum tiene hasta el filtro externo, y los MSX suelen llevar todo en su interior. Además hay aparatos que usan varias corrientes a la vez, como el C64 que se alimenta externamente con 9v en alterna por un lado con un transformador, y por otro lado 5 voltios en continua para lo que incluye hasta el regulador externo. Vamos a ver una sencilla fuente de alimentación que nos proporcione 5 voltios y 1 amperios en continua filtrados y regulados.

1 - TRANSFORMADOR


El primer paso es convertir los 220V (o 110V en otros países) en  un voltaje más bajo, el regulador necesita normalmente 2 voltios más de los que va a regular para su funcionamiento,  por lo que necesitamos 7 voltios o más, lo usual es entre 9 y 12 voltios. Para ello usaremos un transformador de 9 voltios 1 amperio,  con entrada a 200V en alterna nos proporciona 9V en alterna en su salida. Al ser corriente alterna, el voltaje efectivo que nos proporcionará realmente será el producto del voltaje de salida por raíz de dos 1’4142), por tanto el voltaje real serán 9Voltios, y el efectivo serán 12’7 voltios, más que suficiente para nuestra fuente.


En el esquema vemos que en la entrada hay una onda de corriente alterna, y en la salida la misma onda, pero de menos altura. No están a escala, la salida es 25 veces menor que la entrada.

2 – CONVERSOR A CONTINUA


La siguiente etapa convierte la alterna en continua, para lo que usaremos diodos, que solo dejan pasar la corriente en un sentido. Hay dos formas generales de conectarlos, en forma de media onda o en onda completa.

El rectificador de media onda es sencillo, se usan dos diodos, uno en cada línea de salida (realmente se puede usar uno solo en cualquiera de las dos líneas), su función es dejar pasar solo la parte positiva de la corriente, cortando la negativa, como vemos en el siguiente gráfico:


En los puntos verdes está la salida del transformador, y en los rojos los de salida de los diodos, debajo vemos la forma de onda en dichos puntos. Como vemos disponemos de una corriente pulsante, pero solo positiva siempre, eliminando la semionda negativa. Esto es suficiente para convertir la alterna en continua, pero hay otro sistema mejor usando cuatro diodos, el llamado rectificador de onda completa:

Durante la parte positiva del ciclo, dos diodos conducen normalmente como en el rectificador de media onda, pero durante la parte negativa estos dos diodos cortan la corriente, pero los otros dos, montados en sentido inverso, si que dejan pasar la corriente pero cambiando las líneas, por lo que siempre hay una onda positiva en la salida. Lógicamente este tipo de rectificador es más eficiente, aunque más caro al usar el doble de diodos. Hay una variante con solo dos diodos, pero usa un transformador con toma central.

Este tipo de rectificador es tan usado, que se vende con los cuatro diodos encapsulados en un chip, denominado puente rectificador,  con dos patas para la entrada de alterna, y dos patas para las salidas positiva y negativa. Ya sea con cuatro diodos o con el puente de diodos, es el sistema preferido en nuestros retro aparatos.

Seguiremos en la próxima entrada con las otras dos fases de la fuente y pondré el esquema completo para poder montarnos una.



Jose Antonio Vaqué Urbaneja,
podéis contactar conmigo en mi mail

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