Este documento describe los diferentes tipos de fuentes de voltaje, incluyendo fuentes no reguladas, reguladas y circuitos integrados reguladores de voltaje. Explica cómo funcionan las etapas de transformación, rectificación y filtrado en una fuente de voltaje. También cubre temas como cálculos de resistencias y condensadores, y los diferentes tipos de fuentes como lineales, conmutadas, fijas y variables.

2. FUENTES DE
VOLTAJE
FUENTES DE
VOLTAJE NO
REGULADAS
FUENTES DE
VOLTAJE
REGULADAS

3. En una fuente de voltaje no regulada, la calidad del
voltaje de salida depende del voltaje de entrada. Si
hay picos de voltaje o caídas de voltaje AC en la
entrada se verá reflejado en la salida DC.

4. ETAPA DE
TRANSFORMACIÓN
ETAPA DE
RECTIFICACIÓN
ETAPA DE FILTRAJE

5. Es una máquina electromagnética que permite aumentar o disminuir el voltaje o
tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia.

7. Para rectificar una tensión debemos tener muy claro el tipo
de fuente que vamos a necesitar, en contadas ocasiones
optaremos por una rectificación de media onda, un caso
concreto es el de un cargador de baterías sencillo y
económico, en todos los demás casos, es muy conveniente
disponer de un rectificador de onda completa, para
minimizar el rizado. Los diodos encargados de esta función
han de poder disipar la potencia máxima exigible además de
un margen de seguridad. También están los puentes
rectificadores que suelen tener parte de la cápsula en
metálico para su adecuada refrigeración.
LOS DIODOS: Son los encargados de rectificar, o sea convertir la
corriente alterna en corriente directa (pulsante).
Los fabricantes han incluido dentro de una
misma cápsula cuatro diodos rectificadores con
montaje llamado "en puente". (de Graetz)

9. Para determinar el valor del condensador electrolítico que se
ha de aplicar a la salida del puente rectificador en doble onda,
para alisar la corriente continua; la regla empírica que se suele
aplicar, suele estar sobre los 2.000 uF por Amperio de salida y
la tensión del orden del valor superior estándar al requerido, o
sea, según esto, para una fuente de 1.5 A a 15 V, el
condensador electrolítico debe ser al menos de 3.000 uF/35V.
Este se encarga de depurar, filtrar cualquier componente
no deseado de la corriente alterna.

10. Para comprobar el estado de
los condensadores tendremos
siempre la precaución de
cortocircuitar sus terminales,
antes y después de realizar la
prueba ya que quedan cargados
con una tensión elevada y
pueden producir una descarga al
manipularlos, especialmente si se
trata de condensadores de cierta
capacidad.

11. Para evitar las variaciones de voltaje, se debe agregar a las
fuentes no reguladas, un circuito adicional que regule el voltaje
de salida DC aunque haya variaciones de voltaje en la entrada.

12. El cálculo del resistor Rs está determinado por la corriente que pedirá la carga (lo que
vamos a conectar a esta fuente de voltaje).
Este resistor se puede calcular con la siguiente fórmula: Rs = [Venmin - Vz]/1.1 x Imáx
Una fuente de 15 voltios debe alimentar una carga con 9 Voltios, que consume una
corriente que varía entre 200 y 350 mA. (mili amperios). Se escoge un diodo zener
de 9.1 voltios.
Rs = (15-9.1) / (1.1x0.35) = 15 ohms
Cálculo de Potencia Rs: P = I2 x R
PRs = 0.352 x 15 = 1.84 Watts. (2 Watts)

13. Cuando la corriente de la carga es mayor,
se debe utilizar un transistor en serie con a
carga para regula el voltaje.
A este transistor van conectados un diodo
zener y una resistencia con el fin de
establecer el voltaje de salida.
Este de tipo de circuitos puede manejar
corrientes más grandes que el circuito con
zener y también soportar mayores
variaciones de voltaje de entrada.

15. El método más eficiente y fácil de usar actualmente es el de los CIRCUITOS
INTEGRADOS REGULADORES DE VOLTAJE DE TRES TERMINALES.
En estos CI se ha agrupado una gran cantidad de componentes como:
transistores, diodos y resistencias para formar un circuito regulador de voltaje
más complejo.
Estos reguladores de voltaje se fabrican con salida fija para un determinado
valor como: 5V, 12V, 18V, 24V, y pueden ser positivos o negativos.
Además de su voltaje tienen otra característica que es la corriente en
amperios o miliamperios que pueden regular: 100mA, 500mA, 1A, 3A, 5A y
10A.
Estos Reguladores se debe mantener sobre un disipador térmico de
aluminio, ya que ellos solos no soportan la temperatura que producen y
pueden quemarse fácilmente cuando aplicamos una carga alta..

16. FUENTES DE
VOLTAJE
REGULADAS
FUENTES DE
VOLTAJE
FIJAS
FUENTES DE
VOLTAJE
VARIABLES

17. Referencia Voltaje Regulado VIN Mínimo VIN Máximo
7805 +5 7 25
7806 +6 8 25
7808 +8 10.5 25
7810 +10 12.5 28
7812 +12 14.5 30
7815 +15 17.5 30
7818 +18 21 33
7824 +24 27 38
Referencia Voltaje Regulado VIN Mínimo VIN Máximo
7905 -5 -7 -25
7906 -6 -8 -25
7908 -8 -10.5 -25
7909 -9 -11.5 -28
7912 -12 -14.5 -30
7915 -15 -17.5 -30
7918 -18 -21 -33
7924 -24 -27 -38

19. LM 340 – 5 5 V
LM 340 – 12 12 V
LM 340 – 15 15 V
Las dos últimas letras o dígitos indican el voltaje
Corriente máxima : 1,5 A
LM 320 – 5 - 5 V
LM 320 – 12 - 12 V
LM 320 – 15 - 15 V
Corriente de carga : 1,5 A
LM 309 5 V

20. LM 317 1,2 V a 37 V (1,5 A)
LM 338 1,2 V a 32 V (5 A)
LM 350 1,2 V a 32 V (3 A)
RC 4195  15 V
RC 4194 0,05 V  32 V

21. FUENTES DE VOLTAJE FIJAS
La aplicación mas usada en circuitos
utilizando los 78XX. La tensión de
salida depende del circuito integrado
utilizado y la corriente máxima para
cualquier C.I. de esa serie es de 1 A.
El capacitor C1, filtra la tensión del
rectificador, mientras que el capacitor
C3 desacopla la alimentación.

22. Un regulador de voltaje para convertir 12 V a 5 V o 9 V. El diodo sirve como
protección adicional contra picos de voltaje.

23. En caso de que se desee montar
una fuente de 12V, pero en su
banco de trabajo solo existan C.I.s
7805... ¿Qué puedo hacer?,
sencillo: basta colocar un elemento
que provoque una caída de tensión.
De esta forma, la tensión de salida
será la suma de la tensión regulada
por el C.I. (Vreg) mas la caída del
componente.
El valor del resistor esta
calculado por la siguiente
fórmula:
Vs = tensión de salida deseada
Vreg = tensión de salida del regulador
R = resistencia en Kilo-ohmios

24. En caso de que el resistor sea
sustituido por un diodo zener, la
tensión de salida aumentará de
acuerdo con la tensión del
mismo
Este mismo razonamiento
se aplica con diodos
rectificadores comunes
Nota: Por el hecho de que la tensión de entrada excede el limite soportado,
el circuito no es a prueba de cortos.

25. FUENTES DE VOLTAJE VARIABLES
En la figura tenemos un circuito
de comportamiento superior en
lo que atañe a regulación, con el
agregado de un potenciómetro.
De esta forma podemos variar la
tensión de salida, desde la
tensión de regulación del C.I.
(Vreg) hasta el valor máximo,
dado por la formula:
R1 < Vreg / 3Iq
Vreg = tensión de salida del regulador
R1 y P1 = resistor y potenciómetro en ohms
Iq = corriente en reposo

26. FUENTES DE VOLTAJE CON
SALIDAS DOBLES

27. TIPOS DE
FUENTES DE
VOLTAJE
FUENTES DE
VOLTAJE
LINEALES
FUENTES DE
VOLTAJE
SWITCHEADAS

28. FUENTES DE ALIMENTACIÓN LINEALES. Es una técnica antigua que ha sido
prácticamente abandonada y reemplazada por la técnica siguiente.
FUENTES DE ALIMENTACIÓN "SWITCHEADAS'. El principio del “switch"
provee fuentes de alimentación de alto rendimiento. En presencia de una
potencia idéntica, esta fuente tiene la ventaja de ser más pequeña, más liviana, y
de disipar menos calor.
Una fuente de alimentación de este tipo la potencia de la red eléctrica es
rectificada, y luego se la hace "intermitente” mediante un transistor de potencia
con picos de amplitud variable en función de las necesidades. Estos picos de
frecuencia elevada (de 10 a 100 kHz, con 20 kHz en la práctica) se aplican a un
transformador que provee las tensiones y corrientes necesarias para la máquina;
estas últimas son filtradas y reguladas.
El elemento más voluminoso y pesado, el transformador, que funciona a una
frecuencia superior a la de la red, puede ser de un tamaño muy reducido. Por
otra parte, la pre-regulación que resulta del "switcheado” reduce
considerablemente las pérdidas y el rendimiento es de aproximadamente un
80%. Esta técnica se traduce en un funcionamiento de regulación por
'modulación de la amplitud de los pulsos‘.

30. AT eXtension
Las fuentes de alimentación en los modelos AT succionan el aire caliente del
interior del gabinete haciéndolo pasar a través de unas aberturas, para luego
expulsarlo por la parte trasera del mismo gabinete que comunica con el exterior.
Las fuentes de alimentación en los modelos ATX succionan aire frío del exterior
del gabinete y lo dirigen hacia el sistema; el gabinete tiene varias perforaciones de
ventilación a los largo de su parte trasera. Los nuevos PC están diseñados para
colocar directamente todos los componentes que tienen una mayor necesidad de
enfriamiento en la trayectoria del flujo del aire frío de la fuente de alimentación.

31. Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a
placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra
parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a
través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de
110v, con el riesgo que supondría manipular el PC.
En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la
fuente, y siempre está activa, aunque el computador no esté
funcionando, la fuente siempre está alimentada con una tensión
pequeña para mantenerla en espera.
Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un
interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un
pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender
la fuente, esto conlleva pues el poder realizar
conexiones/desconexiones por software. Todo y así es bastante
habitual encontrar uno para "cortar" el fluido eléctrico a su
interior, pues los computadores basados en éste estándar están
permanentemente alimentados, aun cuando están apagados. Es
por ello que siempre que manipulemos en su interior es
IMPRESCINDIBLE que o bien utilicemos el interruptor comentado o
bien desenchufemos el cable de alimentación.

32. Para poder probar una de estas fuentes sin necesidad de
conectarlas a un computador (en las ATX) es necesario
cortocircuitar los pines 14 y 15 del conector de alimentación de la
placa base durante unos segundos, con lo que conseguiremos
simular la señal que arranque que envía la placa base. Acto seguido
hemos de ver como el ventilador se pone en marcha. Para apagarla,
procederemos de nuevo a efectuar el cortocircuito o simplemente
quitaremos la alimentación.

35. Falta total del suministro por períodos prolongados
(cortes)
Falta total del suministro por períodos muy breves
(microcortes)
Baja o muy baja tensión de la energía suministrada en
forma permanente.
Baja o muy baja tensión de la energía suministrada en
forma intermitente.
Alta o muy alta tensión de la energía suministrada en
forma permanente.
Alta o muy alta tensión de la energía suministrada en
forma intermitente.

36. Sobre tensiones muy elevadas y de muy corta duración
(picos transitorios).
Componentes espúreos de baja, media ó alta frecuencia
(ruidos eléctricos).
Caídas muy abruptas y breves de la tensión de
suministro.
Deformación de la forma de onda de la energía utilizada
(distorsión).

37. SUPRESOR DE PICOS o SUPRESOR DE
TRASCIENTES
ESTABILIZADOR DE VOLTAJE
UPS – Sistema Ininterrumpido de Potencia
POLOS A TIERRAS