Fuente de laboratorio, construccion casera.

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Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor koko Mié Sep 18, 2013 11:55 pm

Hola.

Voy a presentar un circuito sencillo para todos aquellos que no puedan invertir dinero en una fuente de laboratorio, pero obviamente, les gustaría contar con una. Ëste diseño es muy popular y eficaz, al que le he hecho unas modificaciones para que se adapte mejor a las necesidades del taller. (Abajo el esquema)

El circuíto está basado en el clásico regulador L 200, asociado a un amplificador operacional en funciones de comparador que nos vá a aportar un mejor control sobre la linealidad en la regulación de intensidad y un considerable aumento de la eficacia frente a cortocircuitos en la salida de la fuente.

Imagen



Vamos a ir viendo las diferentes etapas:

Preferentemente se utilizará un transformador adecuado, y no lo primero que se encuentre, es la inversión mas importante y también la parte fundamental de la fuente.

Como las tensiones de trabajo con ordenadores portátiles no exceden de los 19 Volt, el transformador lo elegiremos de 18 – 20 volt con una intensidad de 3 Amperes para obtener un funcionamiento con buen margen de trabajo. Esto nos puede dar una potencia de unos 60 W a máxima salida de tensión e intensidad. Si pensamos usar la fuente para labores de audio, recomiendo utilizar un trafo toroidal por su mayor rendimiento y menor ruido, en todo caso con el clásico de chasis abierto funciona muy bien en un uso universal.

El puente de diodos, por la misma razón, recomiendo usar uno de tipo S10VB60, que se puede montar sin disipación y ofrece la robustez necesaria para cualquier circunstancia que se pueda dar.

El diodo LED de color Rojo, está asociado a una resistencia de 2K ó 2K2, según las caracteristicas del transformador. 2K debería ser suficiente para la tensión promedio en los condensadores que es de aproximadamente 25,4 V para un trafo de18V y 28 V para un trafo de 20 Volt. (Quizá algo menos por la caída en el puente)

L1 es un bobinado de cable de 0’5 m/m arrollado en un toroide de ferrita, que podemos obtener de cualquier fuente de PC estropeada, su misión, junto al condensador “1” es filtrar altas frecuencias que circulen de forma transitoria por el circuito. El condensador “2” está para proteger los componentes internos del regulador de la tensión residual del condensador de filtro cuando es desconectada la fuente (Según datasheet)
El condensador “ 3” es el condensador de filtrado que estableceremos en un valor 4.700 ó 6.800 uF/ 35 Volt .

P1 es un potenciómetro lineal de 5K para ajuste fino de la intensidad de salida, P2 100K
lineal para ajuste normal de la intensidad de salida.

P3 1K lineal para ajuste fino de voltaje de salida; P4, 5K lineal para ajuste normal del voltaje de salida.


El operacional, puede ser cualquiera, pero el 741, es ideal por su baja respuesta en frecuencia, con lo que evitamos el riesgo de auto oscilaciones, que serían también suprimidas por el condensador “4” que tiene un valor de 1.000 uF /50 Volt

El L200 puede trabajar con tensiones de entrada de hasta 40 Volt y ofrecer una tensión variable de 2’3 hasta 36 volt.
Si se desea obtener voltajes de salida mas elevados, solamente habrá que colocar un trafo con mayor salida de voltaje y adaptar el voltaje del condensador “3” a la tensión promedio, que se calcula multiplicando la tensión entregada por el trafo por la raíz de 2,
Que es igual a 1’4142. Descontando también la caída de voltaje en el puente rectificador que mas o menos es de 1’2 Volt también recalcular la resistencia de alimentación del LED

Por ejemplo: para un transformador de 25 Volt:
25 – 1’2 x 1’4142 = 33’65 Volt, que es lo que tendremos en bornes del condensador “3”
Por tanto, elegiremos una tensión de trabajo de 50 Volt para dicho condensador.

Al aplicar carga a la fuente, se puede ver una pequeña caída en la luminosidad del LED, ésto es normal


Se puede montar en una placa de las que venden perforadas, y no olvidemos de dotar al regulador L200 de un disipador de al menos 7 x 10 cm. Recordar que la aleta disipadora del L200 está conectada a negativo y debemos aislarlo debidamente si vamos a utilizar un disipador atornillado a la caja, o que esté en contacto con otros elementos eléctricamete activos.

Recomiendo sujetar el disipador a la placa de circuito impreso y atornillar el L200 directamente con un poco de silicona termoconductora.

ERRATAS: El trafo, aunque pone 18 V. 2 A. en el esquema, ha de ser realmente de 18 V. 3 A.

Saludos.
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor P11-144 Vie Sep 27, 2013 2:46 am

Buenas, he corregido la errata en el esquema, para evitar confusiones:

Imagen

Un abrazo y gracias por el aporte ;)
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor Repararpc Vie Sep 27, 2013 5:37 am

Muy buen aporte te agradezco gracias :)
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koko
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor koko Vie Sep 27, 2013 9:37 am

Hola, Repararpc.

Si tienes necesidades de mas potencia o algún requerimiento en concreto, siempre se puede modificar al gusto.

Un saludo.
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor mush Mar Oct 01, 2013 6:54 pm

El problema de esto es que 2A son muy pocos. Vi ya la errata de que son 3.

Yo me hice una de 3A aunque no le implmenete el circuito de proteccion de cortos lo tengo por ahi por si un dia lo implemento. Tal como lo tengo ahora si haces corto te lo indica un led y si insiste se funde un fuse.

El transformador si lo tienes genial, como lo tengas que comprar vale casi lo mismo que una fuente de laboratorio.

Creo que si ahorras un poco mas te pillas una fuente de lab por 45 euros de 5A. Si te gusta mucho el cacharreo adelante! es genial hacer cosas.
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor koko Jue Oct 10, 2013 12:00 pm

Tienes razón. Pero siempre puedes buscar en desguaces de aparatos y procurarte un buen trafo. Yo todos los he sacado de algún aparato de desguace y tengo trafos de hasta 40 amperes, pero claro, dependes de la suerte :D
La fuente ofrece 2 Amperes que es lo que soporta el L200 "a capella", el trafo es de 3 Amperes porque la intensidad para la que estan fabricados está especificada generalmente para su uso en alterna (Sinusoidal) con una carga resistiva. Cuando le ponemos un puente de diodos y un condensador de filtro mas o menos grande estamos obteniendo una corriente pulsada, que con la fuente a plena carga y por cada semiciclo, hay un pulso 2 a 3 milisegundos de duración, (Según el trafo) que puede tener una amplitud de 6 a 8 amperes. Por lo que para definir la corriente RMS del trafo, ha de ser mas alta que la maxima corriente a la salida de la fuente, en esta caso 2 Amperes.
También podemos añadir varios de transistores de potencia para proporcionar mas corriente de salida, pero claro, hay que poner un trafo mas potente y por consiguiente, mas caro.

Un saludo.
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor 2informaticos Jue Oct 10, 2013 5:07 pm

Compañeros, siempre hay que tener cuidado con las fuentes lineales si se usan para inyectar corriente en una placa base, en busca de cortos...
El elemento regulador de esas fuentes, recibe aprox 20-30V de entrada.
Si queremos inyectar 1V con 3A (ejemplo) y tenemos 30V de entrada (fuente regulable 0-30V/3-5A), el regulador debe soportar una perdida de 29Vx3A=87W, buena miniestufa...
Y si el regulador no puede mas, facil imaginar que voltaje aparecera en la salida :oops:
El rendimiento de la fuente en ese caso extremo, seria menor de 5% :idea:
Para una salida de 5V/3A el regulador debe hacer frente a unos 75W todavia.
Ademas, no hay que olvidar que una fuente 0-30V requiere unos 35V de entrada...

Por esa razon es mucho mejor utilizar una fuente en conmutacion :!:
Se pueden alcanzar rendimientos de 70-90%, lo que limitaria las perdidas muchisimo...
Por consecuencia, hay que prender el calentador en invierno; ya que esa fuente no servira de estufa ;)
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor koko Dom Oct 13, 2013 7:42 pm

Toda la razón al compañero 2informáticos.

Cuanto menor sea el voltaje de salida, y mayores las exigencias de consumo, mayor la disipación. si nos salimos de la zona de trabajo del L200, se supone que se protegerá automaticamente, según el fabricante. Si no es así tendremos todo el voltaje del trafo en la salida :(

Pero para trabajar con portatiles y no tener que usarse en continuo, la temperatura no llega a ser un problema , se podría reforzar con dos o tres transistores y un buen disipador. Así ya no hay pena.

De todos modos las fuentes lineales de laboratorio son así. Se puede usar un trafo de dos o mas salidas y una selección automática de éstas según el rango de trabajo de la fuente (Que es lo suyo) de ese modo desaparece el problema de la disipación. Tampoco se suelen usar para trabajo en continuo.

Las conmutadas, son un poco mas complicadas para montar, y hace falta experiencia por el riesgo de descargas. Y Bastante ruidosas para labores de Audio.

Desde luego a la hora de comparar, entre lineal y conmutada, sin duda la conmutada se lleva todos los honores como eficientes.

Un saludo.
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor TECNOTOUR Dom Oct 13, 2013 9:41 pm

Hola a todos, me resulta interesante seguir este hilo sobre fuentes de laboratorio que ha presentado koko y la verdad es que fabricarse una para taller es una excelente idea.
Discrepo sobre el comentario de 2informáticos, ya se sabe que las fuentes lineales son menos eficientes que las conmutadas y requieren un buen radiador en la etapa final de potencia, pero son la mejor opción para fuente de laboratorio.

Adjunto foto con mis fuentes, una la he fabricado yo (30V/8A regulando en voltaje y corriente) y lleva funcionando 20 años, si os interesa el esquema lo publico.
La otra es comercial y tambien es regulable aunque es de más potencia 30V/20A.
No tiene los permisos requeridos para ver los archivos adjuntos a este mensaje.
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Re: Fuente de laboratorio, construccion casera.

Mensajepor koko Dom Oct 13, 2013 11:14 pm

Hola TECNOTOUR

Sería muy interesante que publicases el esquema de tu fuente.
Me gustaría mucho examinar el circuito, y de paso darle cuerpo a éste hilo por si a alguien le interesa montarse una.

Veo que tienes los libros del lorito en la estantería ;) ... Que necesarios eran entonces y como los ha desplazado internet. Valian un buen dinero y había que renovarlos cada cierto tiempo. :lol:

Un saludo.
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