Fuentes de alimentación lineales, rectificador de doble onda. I

En este primer artículo de la revista-blog-foros “Todo de Ciencia”, comienza una serie de ellos dedicada al diseño de fuentes de alimentación lineales.

En general creemos que es tarea sencilla realizar una, lo cual a veces es cierto. El problema viene cuando queremos disipar la menor cantidad de calor necesario y no matar mosquitos a cañonazos (sobre dimensionando los componentes).

Empezaremos con este artículo que describe como convertir la corriente alterna en continua, gracias a un rectificador de doble onda. En posteriores artículos se irá añadiendo a este circuito el filtro, estabilizador, etc.

También vamos a realizar una simulación del circuito con el simulador LTspice de Linear Technology. Este simulador es gratuito y lo podéis descargar desde este enlace Os recomiendo que os bajéis la versión LTspiceXVII  ya que está actualizada recientemente. La versión LTspiceIV es para Windows XP y es de 32 bits.

Los conocimientos necesarios para realizar la simulación son mínimos. 

Empezaremos dibujando el esquema de la fuente de alimentación básica sin filtrar, que es el que sigue:

Como podréis observar, la directiva que incluye la librería del diodo 1N4007 apunta a un fichero que está ubicado en Internet.

Esta directiva es de la forma siguiente: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/1N4007.REV0.SP3

Se podría haber “apuntado” a un archivo local, pero he decidido hacerlo así para mostraros la potencia de este programa que a mi personalmente me encanta.

Seguimos. La otra directiva, indica los parámetros de la simulación. Esto ya lo veremos mas adelante. Basta de momento con que sepáis que lo que hacemos es analizar el transitorio (los primeros instantes desde que arranca el circuito en este caso).

En los esquemas que publicaré en este blog, incluiré los modelos utilizados de esta formae, así los resultados obtenidos por vosotros y por mí serán idénticos (si el proveedor no cambia el modelo en su página web). Esto lo hago así debido a que los modelos de spice tienen o suelen tener derechos de autor.

De todas formas, no es mala idea el tener una carpeta para cada esquema junto con sus modelos en ella incluidos. Eso funciona y es una opción a tener en cuenta.

Como hemos dicho, el circuito mostrado es el de un rectificador de doble onda. La tensión de pico que genera la fuente es de 18 voltios. Si tenemos en cuenta la caída de tensión en los diodos (0.7 voltios en cada uno), obtendremos la tensión en la salida.

Vsal=18 - 1.4 = 16.6 \ voltios

Cuando queramos comprar el transformador, deberemos facilitar al vendedor la tensión eficaz, que es igual a la de pico dividida por la raíz de 2.

Veficaz=\frac {18} {\sqrt{2}}=12.73 \ voltios

Para realizar la simulación, debéis de hacer clic en el siguiente icono que se parece a un “hombre corriendo” en la esquina superior izquierda, como se indica a continuación:

En la gráfica siguiente, se puede ver también como la corriente de salida es de 16.6 mili-amperios. La corriente es de la misma forma que la de la tensión de salida (la carga es puramente resistiva).

También observamos que la frecuencia de la salida es el doble que en la de red. Esta frecuencia de la tensión de salida es de 100 Hercios. Si el rectificador fuera de media onda, la frecuencia a la salida sería la misma que la de entrada, esta sería de 50 hercios en España. En otros países puede cambiar por ejemplo a 60 hercios.

Y eso es todo de momento. En el próximo artículo dedicado a las fuentes de alimentación, veremos como filtrar la tensión de salida mediante un condensador electrolítico.

Espero que os haya gustado este primer artículo teórico de electrónica y nos vemos en el siguiente.