Este documento describe diferentes tipos de fuentes de alimentación, incluyendo reguladores de tensión con diodos zener, estabilizadores en serie y paralelo, y fuentes de alimentación conmutadas. Explica cómo los reguladores de tensión mantienen una tensión constante incluso cuando varía la corriente de carga o la tensión de entrada, y describe las características clave de una fuente de alimentación como la regulación de carga, regulación de línea y resistencia interna.

1. Tema 16
Fuentes de alimentación

2. 16. 1. El diodo zener.
Para reducir al máximo la tensión de rizado y así
conseguir una C.C lo mas constante posible, se
utilizan circuitos estabilizadores como el diodo zener
Símbolo:
Características del diodo zener
El diodo zener se comporta como un diodo normal, al
estar polarizado directamente comienza a conducir a
partirtir de 0,7v aproximadamente pero el diodo
zener esta diseñado para trabajar en polarización
inversa

3. Corriente máxima de un diodo zener
La corriente que puede soportar un diodo zener
trabajando en polarización inversa dependerá de la
potencia que este pueda disipar.
Resistencia zener
Al aumentar la corriente inversa en un diodo zener
aparece un pequeño aumento de la tensión, este
fenómeno aparece provocado por una pequeña
resistencia dinámica denominada resistencia zener
I = P
VZ
Z
Z

4. 16.1.2 El zener como regulador de tensión.
Una de las aplicaciones mas usual del diodo zener es
la de estabilizador de tensión para fuentes de
alimentación.
Esto se consigue gracias a la propiedad que poseen
de conducir tensiones con polarización inversa
manteniendo la tensión entre sus extremos estable
aunque se altere apreciablemente la intensidad.

5. En la siguiente imagen se muestra el esquema de un
regulador de tensión conectado a la salida de un
puente rectificador, el diodo zener cossige
mantener la tensión en la carga a valores
constantes.
La resistencia de polarización del diodo zener se
conecta en serie con el circuito de regulación, tiene
como misión mantener la tensión de polarización
de este a unos valores estables.
I = VZV
RS
Z

6. 16.2 Fuentes de alimentación estabilizadas
en serie y paralelo
Las fuentes de alimentación estabilizadas son
necesarias ya que la tensión sufre variaciones y los
receptores necesitan una tensión estable .
Ya sea en la red de C.A o porque dicha fuente de
alimentación posea una resistencia interna y la
corriente produzca una caída de tensión en ella y
así varíe.
La función que poseen estos circuitos estabilizadores
es la de mantener la tensión constante aunque
varíe la corriente de carga o la tensión de entrada

7. 16.2.1 Estabilizadores en paralelo.
Un ejemplo de estabilizador en paralelo a sido el que
hemos utilizado anteriormente con el diodo zener
como regulador de tensión

8. 16.2.2 Estabilizadores en serie
En este tipo de estabilización se coloca el circuito
estabilizador en serie con la carga y este variara su
resistencia interna en función de la tensión que se
presente en la carga
Para conseguir un regulador en serie necesitamos un
elemento que puedo variar su resistencia interna
(dispositivo de control) transistor, y un elemento
sensible a los cambios de tensión (tensión de
referencia) diodo zener.

9. El transistor esta conectado en colector común, la tensión de entrada
del transistor se corresponde con la tensión del zener que se aplica a
la base de el transistor y la tensión de salida aparece en el emisor.
El efecto de estabilizacion de la tension se consigue gracias a la
variacion que se produce en la resistencia colector-emisor del
transistor , al estar en serie con la carga produce una caida de tension
entre colector-emisor que se resta a la tension de entrada
Vsal = VZ - VBE
Vsal = Vent - VCE

10. 16.2.3 Estabilizador en serie con
realimentación
este tipo de estabilizador mejora las características
del explicado con anterioridad ya que se añade un
circuito de comparación.
Este dispositivo compara la tensión de salida con la
de referencia del zener dando como resultado una
tensión diferencial de realimentación que activa al
dispositivo de control y mantiene la tension de
salida estable
Comparador
Dispositivo
de control
Tension de
referencia
Rl
Vsal
C.A. Vent
VB-E = Vreal – VZ
(Base-emisor)

11. 16.2.4 Estabilizador con amplificador con
amplificador operacional
Este tipo de circuito de estabilización es el mismo que el
anterior pero sustituyendo el transistor como comparador
por un amplificador operacional.
La tensión de realimentación se aplica a la entrada
inversora y la de referencia del zener a la no inversora, y a
la salida tendremos la tensión diferencial que activa el
transistor de control.

12. 16.3 Fuentes estabilizadas de tensión
ajustable
Las fuentes de alimentación ajustables son muy
útiles ya que pueden variar la tensión de salida
mediante una resistencia ajustable

13. 16.4. Características de una fuente de
alimentación
Las características de una fuente de alimentación
son:
corriente y tensión de salida, rizado, frecuencia y
tensión de red, temperatura de funcionamiento,
regulación de carga, regulación de línea,
resistencia interna, limitación de corriente, etc.

14. Regulación de carga.
La regulación de carga se conoce como la variacion
que se produce en la tensión de salida cuando la
carga cambia del valor mínimo al máximo.
Esta característica normalmente se expresa en tantos
por ciento referidos a la tensión de salida sin carga
Regulación de carga = Vsin carga – Vcarga máxima · 100
Vsin carga

15. Regulación de línea
Esta característica nos indica el grado de estabilidad
de la tensión de salida de una fuente de
alimentación frente a las variaciones de la red.
También se expresa en tantos por cien.
Regulación de línea = Vsal máx. – Vsal min · 100
Vnominal

16. Resistencia interna
Una fuente de alimentación siempre posee una
resistencia interna por muy pequeña que sea ya
que el propio circuito posee una resistencia.
R = Vsin carga – Vcarga maxima · 100
In

17. Tensión de salida
Vsal = V – Ri · I L
Tensión de rizado
Esta tensión es la componente alterna de la tensión de salida,
deberá tener un valor muy bajo de entre 1 mV eficaz.

18. Fuentes de alimentación con reguladores
de tensión integrados.
Debido al avance de la tecnología se a conseguido
integrar reguladores de tensión en un integrado
ahorrando así espacio y dinero.
Hay muchos tipos de reguladores de tensión integrados
como la serie de 78XX.
La serie 78XX es un regulador de tensión que regula a la
tensión que marca por ejemplo un 7805 regularía a 5V.
La tensión de entrada de estos circuitos debe ser 2V por
encima de su tensión nominal, y la tensión máxima la
que marque el fabricante.

19. 16.6 Fuentes de alimentación conmutadas
Debido al gran avance de la tecnología y a la integración
de los componentes se han creado las fuentes de
alimentación conmutadas que son mas complejas y
costosas pero poseen un mejor rendimiento, una fuente
de alimentación normal
tiene un rendimiento
del 40 o 50% frente al
80% de las conmutadas.
Aquí podemos ver el
esquema de bloques de
una fuente de
alimentación conmutada.