LIBRO 3: CONVERTIDORES Y CARGADORES INTRODUCCIÓN

MODELO N° 225: CONVERTIDOR DE FUENTE SIMPLE A PARTIDA EXPERIENCIA N°1

Se puede dar el caso en que se cuente con una fuente de polaridad simple y se requiera para una aplicación, una fuente partida simétrica con punto neutro; o bien, que no se disponga de un transformador para fuente partida. Este diseño permite adaptar la fuente de simple polaridad a fuente partida, ya sea porque se posee la fuente, o porque se cuenta con un transformador simple para armarla. Se puede utilizar la fuente modificada para alimentación de amplificadores de audio, instrumentos de medición u otros circuitos que necesiten fuente da alimentación simétrica entre +/-3V y +/-18V, y cuyo consumo no supere los 2A de corriente. Es importante asegurarse de que el consumo no supere el valor indicado, pues de lo contrario el circuito no trabaja correctamente. Para obtener la tensión de polaridad negativa simétrica a la positiva de la fuente unipolar, se utiliza un amplificador operacional con un circuito asociado que permite elevar la corriente de trabajo. Se describe más adelante el funcionamiento del circuito, y se podrá relacionar con lo expuesto en la introducción respecto a generalidades de los operacionales. Tener en cuenta que si se dispone de una fuente de determinada tensión Vcc, se tendrá a la salida del circuito convertidor, tensiones simétricas +/-Vcc/2. Como puede trabajar con tensiones de 5 a 36V a la entrada se lo puede construir en gabinete o formar parte del tablero, de modo que pase a formar parte del instrumental del laboratorio.

MODELO N° 257: CONVERTIDOR DE 6Vcc A 12Vcc EXPERIENCIA N°2

Este diseño permite obtener a partir de una batería de 6Vcc una tensión de 12Vcc para un consumo máximo de 6W de potencia. La máxima corriente de salida es de 500mA. Se utilizan dos semiconductores, los TDA2003. Estos son específicamente amplificadores de potencia de audio, cuyas características son: *Muy escasos componentes externos necesarios. *Diseñado para una baja impedancia de carga; 2ê, 4ê. *Alta potencia de salida. *Bajo ruido. Con estos amplificadores configurados como osciladores de alta potencia, se dobla la tensión de alimentación. Se obtiene una tensión alterna de 12Vac, que se trata luego como la que sale de un transformador, es decir, se rectifica con el circuito de diodos y se regula con un zenner. Si se requiere mayor consumo de corriente se propone una variante, mediante la cual puede elevarse a 1A.

MODELO N° 303: CONVERTIDOR DE 24Vcc A 220Vac 200W (MAX) EXPERIENCIA N°3

Si se dispone de dos baterías de 12Vcc se puede, mediante este circuito, obtener una tensión alterna de 220Vac para alimentar equipos con consumo de hasta 200W. Es ideal para utilizar en vehículos, casas rodantes o como generador de emergencia ante fallas de tensión de línea. El circuito tiene tres etapas: osciladora, exitadora y de potencia. En esta oportunidad se utiliza el transformador T1 para incrementar la tensión, y forma parte de la etapa excitadora. Para generar una onda alterna en base a la tensión continua de las baterías, se emplea un 555 configurado convenientemente (consultar hojas de datos del integrado para ver las distintas configuraciones posibles). El 7812 es el regulador ya empleado. Es la etapa osciladora. El transformador T1 se debe construir como se indica, consiguiendo los materiales descriptos, o bien solicitar su armado a casas especializadas. Se recomienda esta última posibilidad para los que no poseen experiencia, ya que la construcción es complicada, y si los arrollamientos no están correctamente realizados los problemas de disipación, pérdidas y ruido resultante hacen un dispositivo inutilizable, y para peor costoso. No es un diseño simple dada la cantidad de componentes; de modo que su armado debe ser realizado con detalle. Se tendrá como resultado un generador bastante versátil, nunca comparado con un generador propiamente dicho, pero de costo mucho menor; casi incomparable.

MODELO N° 100-399: CONVERTIDOR DE 12Vcc A 220Vac 75W (MAX.) EXPERIENCIA N°4

Este es un diseño más sencillo que el modelo anterior. Sólo necesita una batería de 12Vcc de la que se obtiene una tensión alterna de 220Vac para un consumo de potencia de 75W. Es un conversor adecuado por su tamaño para su empleo en camping, para poner en funcionamiento desde un pequeño televisor, hasta el aparato de tabletas ahuyentadoras de insectos. Tiene un buen rendimiento, pudiendo prestar servicio continuo por varias horas. Como el diseño anterior, se compone de tres etapas: La de oscilación, la excitadora y la de potencia. En este caso la primera etapa se compone de transistores que alternan sus estados entre corte y saturación, como se detalla a continuación. Es un oscilador simple y de muy bajo costo, frecuentemente empleado. La etapa excitadora y la de potencia igualmente se componen de dos transistores con pocos componentes asociados. La etapa de potencia también incluye al transformador T1 los diodos especiales de protección. Se trata de un conversor muy compacto, sin complicaciones en el circuito.Con una pequeña modificación (agregando el modelo 100-398), se puede convertir en automático para utilizarlo en sistemas de luz de emergencia para hacer funcionar desde luces de baja potencia hasta, por ejemplo, el portero eléctrico en caso de corte de luz.

MODELO N° 152: CARGADOR AUTOMATICO DE BATERIAS DE 12Vcc EXPRIENCIA N°5

Para completar esta sección de alimentación se propone este cargador automático de baterías, capaz de entregar un máximo de 5 A/h a la batería, con la posibilidad de aumentar este valor realizando los cambios indicados. Sirve para recargar baterías de automóviles, embarcaciones, sistemas de seguridad, etc.. Aquí se emplea el circuito integrado ya presentado con anterioridad, el amplificador operacional LM741, configurado como comparador de tensión. Cuando cae la tensión de salida de la batería debajo de un valor determinado, se conecta el circuito y comienza la recarga automáticamente. El funcionamiento se describe en la sección correspondiente. Este diseño bien puede ser instalado en forma permanente en sistemas de luz de emergencia, de modo que a medida que la batería se descarga vaya recibiendo su recarga automáticamente, y así evitar la posibilidad de que ante un corte de energía la batería del equipo se halle descargada; o también puede formar parte del instrumental del taller o el laboratorio, teniendo cuidado en la conexión como se indica más adelante, por la presencia del circuito de disparo automático.-