Unidad 9. Fuentes de
Alimentación lineales.

       MODULO I. MONTAJE DE
    COMPONENTES ELECTRÓNICOS.
Cualquier circuito electrónico
                              necesita energía para
                              funcionar, ya sea desde una
                              pila o batería o a través de la
                              red eléctrica.


Las fuentes de alimentación, son circuitos electrónicos cuyo
objetivo es convertir la energía eléctrica de tensión y
corriente alterna de la red en una tensión y corriente
continua adecuada para la necesidad de nuestro equipo
electrónico, bien sea, para comunicaciones, procesos de
datos, instrumentación, electrónica de consumo, etc.
                                  Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   2
• Básicamente existen dos
  tipos de fuentes de
  alimentación, las lineales,
  que utilizan un
  transformador para disminuir
  el nivel de tensión a nuestra
  necesidades del circuito y las
  fuentes conmutadas que
  utilizan circuitos basados en
  transistores y bobinas
  trabajando en conmutación
  para reducir la tensión.
• Corriente Alterna AC
  Es aquella que es variable
  periódicamente y cambia
  una vez el sentido de la
  circulación de las cargas
  cada cierto tiempo.

• Corriente Continua DC
  Es aquella que permanece
  constante e invariable y con
  el mismo valor a lo largo
  del tiempo. Tiene dos polos
  uno positivo y otro
  negativo.


                                 Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   4
Transformación

 Rectificación

   Filtrado

 Estabilización


         Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales
                                                      5
Transformación

 Rectificación

   Filtrado

Estabilización




         Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   6
• El primer elemento de que
  consta una fuente de
  alimentación lineal es de
  un transformador que
  adapta la tensión de red al
  valor que se vaya a
  necesitar en tensión
  continua.
• Sus tres parámetros son su
  tensión de secundario, su
  potencia nominal y su
  factor de regulación.

Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   7
• Un transformador de 15V
  y 20VA tiene una tensión
  de 15 voltios eficaces en
  los terminales del
  secundario cuando está
  suministrando 20W, y si
  se retira la carga, la
  tensión del secundario       •En consecuencia, la salida
  aumentará hasta un valor     de un transformador de 15
  especificado por el factor   voltios con un factor de
  de regulación.               regulación del 10%
                               aumentará 16,5 V cuando no
                               tenga la carga nominal
                               conectada al secundario.
Transformación

 Rectificación

   Filtrado

Estabilización



        Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   9
Entrada                                   Salida
               alterna                                   continua
                                                         pulsante


   El bloque rectificador convierte la tensión alterna de entrada en una
    forma de onda pulsante a la salida que incluye la componente de alterna
    y de continua a la misma vez denominándosele tensión pulsante.
   Se lleva a cabo por medio de diodos semiconductores y en puente de
    Graetz
   Veremos a continuación las principales configuraciones de rectificación
    en media onda y onda completa que se utilizan frecuentemente.


                                        Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   10
Transformador



                                                    DC
230 V                    Diodo
AC                                                  Pulsante




                        Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   11
Transformador
                      Puente de Graetz


230
AC
                                                       DC
                                                       Pulsante




                         Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   12
Diodo
      Transformador

                                                 DC
                                                 Pulsante
230
AC



                       Diodo




                       Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   13
Puente de Graetz

230
AC
                                           DC
                                           Pulsante

  Transformador                                       0V
                                         DC
                                         Pulsante




                  Unidad 9. Fuentes de Alimentación
                                           Lineales        14
Onda de salida del puente de diodos
                                                 Salida de la fuente con filtro a
                                                 condensador.




Tensión en el secundario del transformador    Representación en el tiempo de una
                                              tensión continua ideal

Las flechas indican el proceso de rectificación en onda completa de la corriente
alterna en corriente continua pulsante, después el filtrado y por último la forma
de señal de una tensión continua ideal.

                                             Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   15
5.2 Puente rectificador .




• Puente rectificador de Graetz encapsulado
• El tamaño depende de la corriente de entrada y salida
• Están constituido por 4 Diodos semiconductores.




                               Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   16
Transformación

 Rectificación

   Filtrado

Estabilización




        Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   17
• El bloque de filtro elimina la
                                componente alterna pulsante.
                              • La capacidad del filtro o de
                                alisado, desempeña un
                                importante papel, porque en ella
                                se acumula la energía durante el
                                pico de la onda senoidal.

Para ello, se utilizan los condensadores
electrolíticos. Su alta capacidad en baja
frecuencia permite eliminar casi por completo
el factor de rizado y la componente alterna,
dejando la tensión más directa y continua.
Transformación

 Rectificación

    Filtrado

 Estabilización



           Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   19
   La estabilización consiste en mantener la
    tensión de salida a un valor fijo, sin que se
    produzcan variaciones de la tensión a niveles
    peligrosos, que puedan dañar nuestro
    circuito.
   Para ello, se añade a la salida del rectificador,
    un circuito electrónico especial diseñado
    para tal fin.
   La tensión de entrada debe de estar siempre
    por lo alto de la tensión de salida estabilizada
    y a unos 3 voltios como mínimo.


                             Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   20
a)                                                b)

a) Fuente de alimentación clásica: Transformador y
   protección con fusible F, puente rectificador en onda
   completa y filtro de la componente alterna.
b) Filtrado en Л con bobina y condensador y estabilización
   en serie con regulador de salida.


                                Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   21
7. 2 Tipos de Estabilizadores
               Transformación
   Red
   Eléctrica
                                    Rz
                     Rectificador
                                         Estabilizador
                                         paralelo
                                                                                       Rc
            Transformación
Red
Eléctrica
                                         Estabilizador
                    Rectificador         serie
                                                                                       Rc



                                          Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales        22
7.3 Estabilización en paralelo
      con diodo ZENER.




• El diodo Zener trabaja en polarización inversa y se comporta como un
  estabilizador de tensión, manteniendo prácticamente constante la tensión
  entre sus terminales.
• Consta de una resistencia limitadora y de protección necesaria para el
  funcionamiento correcto del diodo.
• Las características más importantes es su tensión de Zener y la potencia
  Pz.


                                     Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   23
• Circuito típico con
  diodo Zener en
  configuración
  paralelo.

• Circuito paralelo con
  diodo Zener y
  transistor de potencia
  que soporta toda la
  caída de tensión.

                           Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   24
• Elemento regulador que se encuentra
  en serie con la carga.
• Depende de una tensión de referencia.

                      Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   25
• Son circuitos capaz de variar la resistencia que presenta en
  función de la tensión en la carga.
• Como se puede ver, el circuito básico que se crea entre el
  elemento estabilizador y la carga es el de un divisor de tensión

                                  Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   26
   Recae la diferencia
    de tensión de
    entrada con la
    tensión de salida.
   Hay que dotarlo de
    un disipador para
    evitar un excesivo
    calentamiento del
    transistor.
Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales   28

Fuente de Alimentación Lineal

  • 1.
    Unidad 9. Fuentesde Alimentación lineales. MODULO I. MONTAJE DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS.
  • 2.
    Cualquier circuito electrónico necesita energía para funcionar, ya sea desde una pila o batería o a través de la red eléctrica. Las fuentes de alimentación, son circuitos electrónicos cuyo objetivo es convertir la energía eléctrica de tensión y corriente alterna de la red en una tensión y corriente continua adecuada para la necesidad de nuestro equipo electrónico, bien sea, para comunicaciones, procesos de datos, instrumentación, electrónica de consumo, etc. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 2
  • 3.
    • Básicamente existendos tipos de fuentes de alimentación, las lineales, que utilizan un transformador para disminuir el nivel de tensión a nuestra necesidades del circuito y las fuentes conmutadas que utilizan circuitos basados en transistores y bobinas trabajando en conmutación para reducir la tensión.
  • 4.
    • Corriente AlternaAC Es aquella que es variable periódicamente y cambia una vez el sentido de la circulación de las cargas cada cierto tiempo. • Corriente Continua DC Es aquella que permanece constante e invariable y con el mismo valor a lo largo del tiempo. Tiene dos polos uno positivo y otro negativo. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 4
  • 5.
    Transformación Rectificación Filtrado Estabilización Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 5
  • 6.
    Transformación Rectificación Filtrado Estabilización Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 6
  • 7.
    • El primerelemento de que consta una fuente de alimentación lineal es de un transformador que adapta la tensión de red al valor que se vaya a necesitar en tensión continua. • Sus tres parámetros son su tensión de secundario, su potencia nominal y su factor de regulación. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 7
  • 8.
    • Un transformadorde 15V y 20VA tiene una tensión de 15 voltios eficaces en los terminales del secundario cuando está suministrando 20W, y si se retira la carga, la tensión del secundario •En consecuencia, la salida aumentará hasta un valor de un transformador de 15 especificado por el factor voltios con un factor de de regulación. regulación del 10% aumentará 16,5 V cuando no tenga la carga nominal conectada al secundario.
  • 9.
    Transformación Rectificación Filtrado Estabilización Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 9
  • 10.
    Entrada Salida alterna continua pulsante  El bloque rectificador convierte la tensión alterna de entrada en una forma de onda pulsante a la salida que incluye la componente de alterna y de continua a la misma vez denominándosele tensión pulsante.  Se lleva a cabo por medio de diodos semiconductores y en puente de Graetz  Veremos a continuación las principales configuraciones de rectificación en media onda y onda completa que se utilizan frecuentemente. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 10
  • 11.
    Transformador DC 230 V Diodo AC Pulsante Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 11
  • 12.
    Transformador Puente de Graetz 230 AC DC Pulsante Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 12
  • 13.
    Diodo Transformador DC Pulsante 230 AC Diodo Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 13
  • 14.
    Puente de Graetz 230 AC DC Pulsante Transformador 0V DC Pulsante Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 14
  • 15.
    Onda de salidadel puente de diodos Salida de la fuente con filtro a condensador. Tensión en el secundario del transformador Representación en el tiempo de una tensión continua ideal Las flechas indican el proceso de rectificación en onda completa de la corriente alterna en corriente continua pulsante, después el filtrado y por último la forma de señal de una tensión continua ideal. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 15
  • 16.
    5.2 Puente rectificador. • Puente rectificador de Graetz encapsulado • El tamaño depende de la corriente de entrada y salida • Están constituido por 4 Diodos semiconductores. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 16
  • 17.
    Transformación Rectificación Filtrado Estabilización Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 17
  • 18.
    • El bloquede filtro elimina la componente alterna pulsante. • La capacidad del filtro o de alisado, desempeña un importante papel, porque en ella se acumula la energía durante el pico de la onda senoidal. Para ello, se utilizan los condensadores electrolíticos. Su alta capacidad en baja frecuencia permite eliminar casi por completo el factor de rizado y la componente alterna, dejando la tensión más directa y continua.
  • 19.
    Transformación Rectificación Filtrado Estabilización Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 19
  • 20.
    La estabilización consiste en mantener la tensión de salida a un valor fijo, sin que se produzcan variaciones de la tensión a niveles peligrosos, que puedan dañar nuestro circuito.  Para ello, se añade a la salida del rectificador, un circuito electrónico especial diseñado para tal fin.  La tensión de entrada debe de estar siempre por lo alto de la tensión de salida estabilizada y a unos 3 voltios como mínimo. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 20
  • 21.
    a) b) a) Fuente de alimentación clásica: Transformador y protección con fusible F, puente rectificador en onda completa y filtro de la componente alterna. b) Filtrado en Л con bobina y condensador y estabilización en serie con regulador de salida. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 21
  • 22.
    7. 2 Tiposde Estabilizadores Transformación Red Eléctrica Rz Rectificador Estabilizador paralelo Rc Transformación Red Eléctrica Estabilizador Rectificador serie Rc Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 22
  • 23.
    7.3 Estabilización enparalelo con diodo ZENER. • El diodo Zener trabaja en polarización inversa y se comporta como un estabilizador de tensión, manteniendo prácticamente constante la tensión entre sus terminales. • Consta de una resistencia limitadora y de protección necesaria para el funcionamiento correcto del diodo. • Las características más importantes es su tensión de Zener y la potencia Pz. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 23
  • 24.
    • Circuito típicocon diodo Zener en configuración paralelo. • Circuito paralelo con diodo Zener y transistor de potencia que soporta toda la caída de tensión. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 24
  • 25.
    • Elemento reguladorque se encuentra en serie con la carga. • Depende de una tensión de referencia. Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 25
  • 26.
    • Son circuitoscapaz de variar la resistencia que presenta en función de la tensión en la carga. • Como se puede ver, el circuito básico que se crea entre el elemento estabilizador y la carga es el de un divisor de tensión Unidad 9. Fuentes de Alimentación Lineales 26
  • 27.
    Recae la diferencia de tensión de entrada con la tensión de salida.  Hay que dotarlo de un disipador para evitar un excesivo calentamiento del transistor.
  • 28.
    Unidad 9. Fuentesde Alimentación Lineales 28