Fuente de alimentación de laboratorio I.

Cuando uno empieza en la eletrónica, bien como hobby, o bien de forma profesional, uno de los primeros instrumentos que hacen falta es una fuente de alimentación, ya que si algo no falta en cualquier diseño, es una fuente de tensión. En los primeros montajes que hacemos, sobre todo si estos son digitales, nos bastará con un simple cargador de móvil que nos entregue una tensión de 5 voltios. Para los que estén empezando ahora, esto es una tarea muy fácil debido a la estandarización de los cargadores con conector uUSB, pero hace unos años, cada móvil se alimentaba a una tensión diferente, por lo que no era tampoco una tarea fácil. Muchos cargadores de hace unos años sacaban una tensión superior a los 5 voltios, aunque esto tenia, y tiene, fácil solución, con tan solo poner un regulador del tipo 78XX teníamos una tensión de 5 voltios estabilizada. Este tipo de fuentes podían entregar una corriente limitada, y casi nunca superior a 1 amperio, que aunque para diseños basados en electrónica digital y de señal son más que suficientes, cuando uno se empieza a interesar por la electrónica de potencia, es común que se quede corto, así que el siguiente paso es montarnos una primera fuente de alimentación que de por lo menos 3 amperios, y si es regulable, pues mejor. Es en esta etapa donde entra el regulador del cual hablé en esta entrada, el archiconocido LM317 puede solucionarnos la papeleta. Este regulador puede entregar, en su encapsulado TO-03 una corriente de 3 amperios, con una tensión que va desde los 1.25 hasta los 30 voltios. Este regulador integrado funciona perfectamente para muchos de los diseños que queramos hacer, desde básicos, hasta diseños de electrónica de potencia sencillos. El problema de utilizar este circuito integrado, y cualquier otro circuito integrado, es que es lo que hay, además que ofrece pocas posibilidades de control, ya que como os expliqué en la otra entrada, el control se realiza por medio de un potenciometro. Si quisiéramos digitalizar esa fuente para controlarla desde un PIC o un ARM, deberíamos sustituir el potenciometro por un potenciometro digital, de forma que comunicándonos con el mediante SPI o I2C "desplazaramos" el cursor.

Después de haber pasado por estas 2 o 3 etapas, es el momento de fabricarnos una fuente de alimentación a nuestra medida, pudiendo seleccionar la corriente máxima que deseamos, el rango de tensión, el ruido que podemos admitir a la salida, y algo que también es importante y que pocas veces se tiene en cuenta es, dependiendo de la potencia, como afectará esta fuente a los aparatos que tengo alrededor. Cuando llegamos a esta etapa, es común que ya tengamos ciertos conocimientos de electrónica, y lo más seguro es que ya hayamos diseñado, bien en la universidad, o por nuestra cuenta algunos tipos básicos de fuentes conmutadas, por tanto, se nos plantea un pequeño dilema, ¿Queremos una fuente lineal, o una fuente conmutada?, los pros y los contras de cada una los debemos saber ya, por lo que debemos preguntarnos que necesitamos, ¿una fuente de laboratorio que nos garantice un ruido mínimo o una fuente para dar potencia a receptores que tengan un consumo elevado de forma que el ruido a la salida no sea determinante? Mi objetivo personal es una fuente que me pueda valer para todo, y esto es más fácil cumplirlo si diseñamos una fuente lineal, y a poco que busquemos por internet, se encuentran muchas variantes de este tipo de fuentes, sobre todo, llama la atención, la cantidad de variantes de una fuente en particular, la que publicó la revista Elektor en el año 2.002. 

Esta fuente, originalmente, estaba basada en 3 transistores darlington, controlados analogicamente mediante unos amplificadores operacionales, Además la fuente incluía un PIC16F84 el cual se encargaba de dar las tensiones y corrientes de referencia, así como de la visualización de las variables. A partir de esta fuente han salido otras variantes controladas con microcontroladores más potentes, con control de la temperatura, con conexión al PC, y la lista de variantes puede seguir aumentando ya que es una configuración que da muchísimo juego, por ejemplo, en el diseño original el control de hace de forma anlógica, pero este control no seria complicado realizarlo dentro del mismo microcontrolador. 

Me he propuesto como objetivo desarrollar, en primer lugar, un sistema básico sobre el cual ir probando diferentes configuraciones de control para que veamos las diferencias que existen, mejoras posibles, y pros y contras de cada una. De momento os dejo este enlace, en el cual se ha diseñado una variante de esta fuente con control de temperatura, y tensión y corrientes seleccionables mediante un potenciometro.