Fuente de poder de voltaje fijo AC/DC x 3A

VOLVER

Funcionamiento del Circuito

Este circuito es una fuente de poder de voltaje fijo AC/DC capaz de suministrar hasta 3A de corriente a su salida. A continuación, te explico el funcionamiento paso a paso, detallando cada componente y su función.

1. Entrada de corriente alterna (AC)

La entrada de energía al circuito se realiza mediante el conector J1 (KF301-2P), al que se conecta una señal de 20V AC y 4A.
La señal de entrada es corriente alterna (AC), lo que significa que el voltaje cambia de polaridad en cada ciclo.

2. Rectificación de la señal AC

D1, D2, D3 y D4 conforman un puente rectificador con diodos del modelo 1N5402.
La función de este puente es convertir la señal de AC a DC mediante rectificación de onda completa. Esto significa que convierte las dos mitades del ciclo de AC en una salida pulsante de corriente continua (DC).
Después de esta etapa, el voltaje se convierte en un voltaje DC pulsante en el punto de salida del puente.

3. Filtrado de rizado

Después de la rectificación, el voltaje DC pulsante contiene un rizado que debe ser suavizado para obtener un voltaje más constante. Para ello, se usan varios condensadores de filtrado:
- C1, C2, y C3: Son condensadores de 2200 µF cada uno y 63V de capacidad. Estos componentes son los encargados de eliminar el rizado principal, generando un voltaje DC mucho más estable.
- C4: Es un condensador de 1 µF y 50V, que se utiliza para eliminar cualquier rizado residual de alta frecuencia que haya pasado por los condensadores grandes.
- C5 y C6: Son condensadores cerámicos de 100 nF (104) y 10 nF (103), respectivamente. Estos actúan como filtros de alta frecuencia adicionales, eliminando cualquier ruido que pueda interferir en la salida.

4. Indicador de funcionamiento (LED)

LED1 y R1 forman un circuito de indicación.
- R1 es una resistencia de 2.2 kΩ y 1W, la cual limita la corriente que pasa por LED1.
- LED1 sirve para indicar visualmente que el circuito está funcionando y que hay voltaje en la salida. Cuando el LED está encendido, indica que el circuito está entregando voltaje correctamente.

5. Protección de sobrecorriente

F1 es un fusible de 3.5A que protege al circuito y a los dispositivos conectados en la salida.
- Si ocurre un cortocircuito o una sobrecarga que demande más de 3.5A, el fusible se fundirá, desconectando la salida y protegiendo el circuito de posibles daños.

6. Salida de corriente continua (DC)

Finalmente, la salida se encuentra en el conector J2 (KF301-2P), que proporciona un voltaje DC fijo y estabilizado, con capacidad de hasta 3A.
Este voltaje de salida puede usarse para alimentar dispositivos que necesiten una fuente de energía de corriente continua y estable.

Consideraciones finales

Este diseño de fuente de alimentación es básico pero efectivo para aplicaciones que requieren una fuente DC confiable y con bajo nivel de rizado. Sin embargo, no incluye regulación de voltaje adicional (como un regulador de voltaje tipo 7812 o similar), por lo que el voltaje de salida depende directamente de la entrada y del filtrado de los condensadores. Para aplicaciones más sensibles, podrías considerar agregar un regulador de voltaje en la etapa de salida para una mayor estabilidad del voltaje.

Explicación del Circuito

Este circuito es una conexión de un transformador de 4A diseñado para reducir el voltaje de 220V AC a 20V AC, con una capacidad de corriente de hasta 4A en el secundario. A continuación, te explico cada sección y su función en el circuito.

1. Entrada de Alimentación de 220V AC

Este es el punto de entrada donde se conecta la alimentación de 220V AC, una tensión estándar en redes de distribución eléctrica en muchos países.
La alimentación de corriente alterna (AC) de 220V se dirige hacia el transformador a través de un interruptor (SW1) y un fusible de protección (F1).

2. Interruptor SW1

El interruptor SW1 tiene una especificación de 220V y 16A, lo cual significa que puede manejar la tensión de 220V sin problema, y soportar una corriente mucho mayor de la que circulará por el circuito.
Este interruptor permite encender y apagar manualmente el circuito. Aunque el transformador consume menos de 1A en el primario, el uso de un interruptor de 16A proporciona un margen de seguridad y asegura durabilidad.

3. Fusible F1 en el Primario (0.5A)

El fusible F1 es de 0.5A y está ubicado en el lado primario del transformador.
Su función es proteger el circuito en caso de sobrecorriente en el lado de entrada (primario) de 220V. Si el transformador o algún otro componente tuviera un corto circuito o sobrecarga, el fusible F1 se abriría, desconectando el circuito y evitando daños mayores.
Este fusible está correctamente dimensionado, dado que el transformador solo necesita una corriente de entrada baja en el primario para proporcionar la salida deseada de 4A en el secundario.

4. Transformador T1

El transformador T1 tiene dos devanados:
- Primario: donde se aplica el voltaje de entrada de 220V AC.
- Secundario: donde se reduce el voltaje a 20V AC.
El transformador está diseñado para reducir el voltaje de 220V en el primario a 20V en el secundario, manteniendo la relación de corriente. Dado que en el secundario se desea obtener una corriente de hasta 4A, la potencia transferida será de 20V x 4A = 80W. En el primario, la corriente sería aproximadamente 0.36A (asumiendo 100% de eficiencia), lo que es coherente con el fusible de 0.5A colocado en el primario.

5. Fusible F2 en el Secundario (4A)

El fusible F2 es de 4A y está ubicado en el lado secundario del transformador, donde la salida es de 20V AC.
Este fusible protege el lado de salida del transformador en caso de un cortocircuito o sobrecarga en el circuito conectado al secundario.
El valor de 4A es adecuado para el nivel de corriente que puede proporcionar el transformador en el secundario. Si la carga conectada demanda más de 4A, el fusible se abrirá para proteger tanto al transformador como a la carga.

6. Salida de 20V AC a 4A

En el secundario, se obtiene una salida de 20V AC con una capacidad de corriente máxima de 4A.
Esta salida podría usarse para alimentar dispositivos o circuitos que funcionen en 20V AC.

LISTA DE MATERIALES

1 Resistencia de 2.2KΩ x 1 W

4 Diodos rectificadores 1N5402

1 Diodos Led

1 Porta Led*

3 Condensadores electrolíticos de 2.200uf x 63V

1 Condensador electrolítico de 1uf x 50V

1 Condensador cerámico de 100nf (104)

2 Borneras para PCB KF301-2P

1 Conector KF2510-2P para PCB

1 Interruptor de 220V AC

1 Fusible 4A