[MONTAJE] Fuente conmutada de 3 amperios

Teotekaplan

Bueno. A vueltas con las fuentes esta temporada, aquí dejo instrucciones para quien quiera hacerse una fuente de estas características. La tensión de salida de esta fuente es ajustable desde 1.2V a uno 25 y soporta una carga de 3 amperios.

La fuente se construirá alrededor del circuito integrado LM2576, que viene en un encapsulado TO220 de 5 patillas, al igual que su hermano menor:

Este integrado incorpora toda la electrónica necesaria para realizar una fuente conmutada tipo "buck", o reductora. Incluye un oscilador, comparador, protección térmica y la etapa de salida.

Las características de este integrado son:

Regulación: +/- 2% sobre el voltaje de realimentación.
Frecuencia de conmutación: 52 Khz
Voltaje: regulable 1.2 a 25V
Intensidad máxima de salida: 3 A
Eficiencia: >80%
Protección contra sobrecalentamiento y cortocircuitos.

El esquema es el siguiente:

El circuito es simple ya que este integrado incorpora prácticamente todo lo necesario para hacerlo funcionar y es muy útil para fuentes conmutadas de 100W o menos.

La lista de los componentes es la siguiente:
Cin: Cond. electrolítico 330uF / 50V
Cout: Cond. electrolítico 330uF / 50V
D1: Diodo Schottky 1N5822
R1: Resistencia 2.2Kohm 1/4W.
R2: Potenciómetro 47 Kohm lineal.
L1: Bobina 330uH (toroidal)

La fórmula para calcular el voltaje de salida es: Vout = 1.23*(1+(R2/R1))

Con R1 de 2.2K y el potenciómetro de 0 a 47K tendremos unas Vout entre 1.23V y 27.5V

La tensión Vin tiene que ser mayor que la máxima Vout que necesitemos. En este caso, Vin sería de unos 30 V. Podemos sacarlos de un transformador de 24V. Después de rectificar la corriente alterna, nos proporciona 24*1.4142 = 34V . Suficiente para alimentar al LM2576

Para calcular la eficiencia del circuito una vez funcionando haremos lo siguiente:

Calculamos la potencia consumida a la entrada del regulador LM2576. Medimos tensión entre Vin y masa y la intensidad que entra en la patilla 1. Voltaje * intensidad = Potencia entrada.

Hacemos lo mismo en la salida. Medimos la tensión en output y la intensidad que consuma el circuito que queramos conectar. Obtenemos la potencia de salida.

Rendimiento = Pot. entrada * 100 / Pot. salida.

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

Ernesto13 · modder País: Sexo: Registrado: 29 May 2005 Mensajes: 400

Muy buena teo, oye y como alimento esa fuente? con cuantos V? Dc o Ac? ya que me interesa mucho. Gracias!

juantxorena · Publicado: Lun, 10 Oct 2005 9:04 pm **Asunto**:

Me imagino que la entrada será DC filtrada con condensadores gordos. Pero una duda: de cuanto tienen que ser los condensadores del rectificador de la entrada? O es Cin?

Teotekaplan · Publicado: Lun, 10 Oct 2005 9:24 pm **Asunto**:

El circuito admite hasta 40 V en su entrada , de corriente continua, por supuesto. Para el filtro con ese condensador Cin sirve.

No alterar el condensador de salida Cout, porque forma parte del filtro LC de la fuente.

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

danysoriano · modder País: Sexo: Registrado: 14 July 2003 Mensajes: 743

no haría falta montarlo sobre disipador?

juantxorena · Publicado: Lun, 10 Oct 2005 10:52 pm **Asunto**:

Me imagino que si que le hará falta un buen disipa para el bicho.
Pero unas dudas que me han surgido:
1.- La entrada va directamente del puente de diodos, no?
2.- La bobina tiene que ser alguna en especial? Aguantará los 3A de corriente?
3.- Las datasheets no están muy desarrolladas, en comparación con las del LM317, por ejemplo: Si quiero modificar R1 y R2 para que me de un rango de tensión diferente, tendré que cambiar también de L1, Cout y D1? D1 me supongo que no, pero L1 y Cout?

Teotekaplan · Publicado: Lun, 10 Oct 2005 11:03 pm **Asunto**:

Sobre el disipador, no hace falta uno grande precisamente... recordad que es una fuente conmutada, y éstas disipan muy poca potencia en forma de calor, ya que trabajan siempre en régimen de on-off.

A las preguntas...

1.-Si, o bien de una fuente ya rectificada y filtrada.

2.-La bobina de 330uH y que aguante 3 A, por eso dije toroidal, más que nada porque será más fácil encontrarla y que aguante esa intensidad.

3.-Como ves, el datasheet no habla nada sobre cambiar la bobina y el condensador si deseas otros voltajes. Ese divisor resistivo es únicamente la entrada al comparador de tensión. Si trabajas con valores altos, no afectarás al circuito LC

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vitervi · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 11:10 am **Asunto**:

Hola a todos,

Me gustaria solo preguntar un par de cosas:

¿Que es una fuente conmutada?

¿El transformador es de doble salida? 24v 0 24v

¿Si es asi en la otra salida se le puede poner un LM317 con un commutador a resistencias para salidas fijas?

Gracias

Jose_JN · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 1:40 pm **Asunto**:

Pero yo hay una cosa q no entiendo...
En imput q se conecta?? la salida del puente de diodos directa??
Y la que mas me lía, ¿se necesita transformador primero? ¿O rectificas los 220V con el puente de diodos y luego la fuente?

Teotekaplan · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 2:35 pm **Asunto**:

Vitervi:

Las fuentes conmutadas funcionan variando el ancho de una serie de impulsos. Te cuento. Constan básicamente de un oscilador que enciende y apaga la fuente miles de veces por segundo. En este caso 52.000. Lo que se hace para variar la tensión de salida es modificar la anchura de los pulsos.

Por ejemplo, imaginate una fuente a 20 voltios. Si queremos que saque 10 en salida, ajustaremos los pulsos de forma que estén la mitad de tiempo en ON y la otra mitad en OFF. Al estar al 50% tendremos en salida, precisamente el 50% de 20 voltios--> 10.

¿Metes 20 y quieres sacar 5? Ajustas los pulsos de forma que estén ON el 25% y OFF el 75% y así con todas las tensiones que quieras.

¿Me sigues? Esto es muy por alto, que conste. LA diferencia con las otras fuentes , llamadas lineales , es la eficiencia. Como te comentaba en el otro hilo, si a un regulador lineal 7805 le metes 30 voltios, tendrá que comerse 26 voltios de diferencia, y eso es mucho calor y una gran pérdida de energía.

En las fuentes conmutadas eso no pasa, ya que la fuente o está encendida, dejando pasar los 30 voltios sin tener que comerse ninguno, o apagada, con lo que no consume tampoco

Estos pulsos que nos da el integrado, los tenemos que filtrar mediante un condensador para eliminarnos, y quedarnos con la tensión contínua que deseamos y que, recuerda, es proporcional a la anchura de los pulsos.

Esta técnica se llama PWM o Pulse Width Modulation.

Para alimentar esta fuente, va por los dos, necesitamos una tensión contínua de menos de 40 voltios, por especificaciones del integrado.

Necesitamos un transformador que nos dé 24 voltios de corriente alterna y un puente de diodos para rectificarla. La salida de un puente de diodos es igual a la entrada multiplicado por la raiz cuadrada de 2 -- > 24*1.4142 = 33.94 . Unos 32 voltios en la práctica.

Esa tensión ya rectificada es la que debemos meter en input, no necesitamos un condensador para filtrar porque ya tenemos Cin, aunque podemos aumentar el valor hasta los 1000uF sin problemas.

Sí es cierto, Jose_JN que existen fuentes que dan 12 voltios, rectificando a partir de la tensión de red, es el caso de las fuentes de PC, pero aparte de necesitar un transformador especial, considero que es muy peligroso montar una si no se tiene mucha experiencia en electrónica. 220V rectificados son 310 de continua. Por eso me decidí a usar un regulador conmutado que funcione a baja tensión.

Vamos, que aparte de este esquema hay que comprar un trafo de 24V y 3 amperios ,y un puente de diodos que soporte esa intensidad.

Volviendo a Vitervi... sobre la segunda salida del LM317 ... he puesto esta fuente como alternativa al LM317 precisamente por el rendimiento. Un LM317 que le entren 30 voltios y saque 5, a 1 amperio, tiene un rendimiento del 20% (desperdicias el 80% de la potencia que da el transformador en forma de calor) y esta fuente conmutada ronda el 80%.

Claro que puedes hacer una ajustable con conmutador, si te das cuenta facilité la fórmula para calcular la resistencia R2, necesaria para variar el voltaje.

Vout = 1.23*(1+(R2/R1))

Pon que R1 sea siempre 1K. Aplicando la fórmula anterior para R2 = 2.2K dan 3.9V , R2 = 4K7 dan 7V...

Si dejas la R1 en 1K, despejando la fórmula, tenemos que

R2 = (Vout - 1.23) / 1.23

Para 5 V 3.06K, para 12V, 8.75K... y así con todo

¿ok?

Te saldrán valores de resistencias muy raros, yo te recomiendo que hagas una cosa... compres potenciómetros ajustables multivuelta:

Sólo tienes que conectar un voltímetro a la salida e ir ajustando uno por uno los potenciómetros hasta que tengas las tensiones que quieras. Después, una pincelada con esmalte de uñas para que no se mueva el tornillito y listo.

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

asmsanchez8 · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 2:40 pm **Asunto**:

k precio aproximado tiene el integrado?

salu2

HMXD · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 2:49 pm **Asunto**:

ATENTOS LOS PSONE !!

con este diagrama s podrian sacar 7.5V a 2 ó 3 Amperios facilmente.
En los transformadores de la pantalla o d la consola hay dos modelos ..

SCPH-114 Da 7'5V Dc a 2.0 Amperios
SCPH-122 Da 7'5V Dc a 3.0 Amperios

Teo si m equivoco corrigeme ants q lea nadie xD

Pd. Yo m retire d crear la fuente ya q tengo una xo ta fundido el fusible asi q si lo cambio imagino q funcionara...

Saludossss

Teotekaplan · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 3:04 pm **Asunto**:

El LM2575 -soporta sólo 1 amperio- ronda los 3-4 euros, éste no lo sé, lo tenía por aquí por casa... pero no creo que mucho más.

Los chips de la PSONE que dices, me huelen a remarcados por Sony, muchos de sus repuestos empiezan por esas 4 letras.

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

Jose_JN · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 4:57 pm **Asunto**:

juantxorena · Publicado: Mar, 11 Oct 2005 6:16 pm **Asunto**:


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