Cálculo de fuente de alimentación sin transformador de 1A

[El nombre]

Espero poder ir subiendo, poco a poco, el cálculo de dicha fuente.
Agradecería que nadie respondiese ni comentara nada en este tema hasta que quede concluido.
Ya que no gustan los cálculos voy a intentar no ser escueto con las matemáticas.

En un principio se realiza para 1A máx. de consumo. Como se verá más adelante se puede aumentar a gusto del interesado.
Lo mismo ocurre con la tensión, en un principio será fija a 12V.

Una cosa más:

PELIGRO: usted estará manejando corriente de la red electrica por lo que se expone a daños perjudiciales para su salud e integridad fisica. Se recomienda la supervicion de personal tecnico calificado. Si no posee conocimientos suficientes no realice éste aparato. Ya que además todo lo que conecte aquí estará electrificado.

 

[El nombre]

Lo primero es plantearse el trabajo.
Alimentación 100 a 420 V alterna (exigente)
Salida 12V continua (fácil de modificar)
Consumo 1A aproximadamente.

Lo primero es la protección con un fusible. Seguimos con un rectificador. Un controlador nos regula la tensión máxima. Filtrado con condensador y finalmente estabilizar.

Se pueden coger, como muchos, valores aproximados y probar a ver que sucede. Como la fuente tiene que durar algo de tiempo se calcula todo y así no habrá sorpresas.

Como la diseño yo pongo mis condiciones. La estabilización por zener. Es más complejo de calcular. Colocando un estabilizador 78xxx se ahorraría uno… pos igual hay que calcular el disipador.

Para que no supere la tensión máxima, por si colocamos un estabilizador o regulador conmutado, la fijamos en 27V (ya veremos los valores normalizados), el corte lo realizara un transistor y el rectificado con 4 diodos.

Nos vamos preparando para los cálculos.

 

[El nombre]

En un principio intentamos buscar un zener que se corresponda con nuestras necesidades. El BZY93C12 va, de momento, “al pelo”. Tiene una potencia de 15 vatios. Según nuestros cálculos hace falta uno de:

Potencia = Tensión x Intensidad = 12V x 1A = 12W

Comenzamos con lo que más nos gusta: los cálculos.
Calculamos la intensidad de zener Iz

Iz = Potencia del zener / Tensión del zener = Pz / Vz = 15w / 12V = 1.25 A

La intensidad de zener mínima (Iz mín) la consideramos un 10% de Iz que viene a ser de 125 mA.
La intensidad de la carga va a variar de 0 a 1A

Ahora determinamos las tensiones que se van a tener a la entrada de nuestro estabilizador. La máxima va a ser de 30V como ya se había comentado con anterioridad. La tensión mínima vamos a dejarla en 27V.
Vmáx = 30V
Vmin = 27V

Vamos con la resistencia limitadora (RL) mínima y máxima:

RL máx =(Tensión de pico mínima (Vp mín) - Vz) / ( Iz mín + I De la carga máxima)

RL max = (27V – 12V ) / (0.125A + 1) = 19.33 Ω

RL mín = ( Tensión de pico máxima (Vp máx) - Vz) / (Iz máx + I De la carga mínima)

RL min = ( 30V - 12V) / (1.25 + 0V) = 14.41 Ω

Como la resistencia máxima y mínima tiene un valor demasiado cercano optamos por elegir un zener de más potencia. Con ello ganamos en seguridad. Funcionar funcionaría pero la fuente tiene que ser segura. Si el valor de la RL mín hubiese sido mayor que la RL máx indicaría que el zener no sirve.

Hay que recalcular todos los valores con el nuevo zener, uno de 20W.

Iz = Pz / Vz = 15w / 12V = 1.666 A

Iz mín = 10% de Iz = 166mA

RL máx = ( 27V – 12V ) / ( 0.166A + 1A) = 18.65 Ω

RL min = ( 30V - 12V) / ( 1.666 + 0V) = 10.84 Ω

Ahora hay que determinar un valor, a ser posible normalizado, de la resistencia limitadora. 15 Ω.

Casi estamos al final de esta etapa. Calculamos la potencia de la RL:

P RL = I total * Caída en RL = 1.166A x (28.5V – 12V) = 19.239W

Ahora sólo queda comprobar que todo va a funcionar correctamente.
Con esto hemos aprendido a calcular un zener para estabilizar. Por los valores que han dado es más interesante colocar un estabilizador.

 

[El nombre]

Hasta aquí no se ha avanzado gran cosa. Ahora viene lo importante.
--( a Pensar toca).
Lo primero que me viene a la mente son los 30 € que estoy perdiendo por no enviar esto a esa publicidad que hay de vez en cuando. ¡!Jope!! Con lo que cuesta hacer los textos y esquemas… Al no tener otra cosa parece acertado a la vez que miserioso. ¿Tan barato cuesta el ingenio de algunos? Se tarda un tiempo precioso en preparar los trabajos para…
Hablando de tiempo… Necesitamos en primer lugar rectificar la tensión. De esta forma se consigue una tensión pulsante. Ahora que ya tenemos algo precisamos detectar esos pulsos y cuando llegue a 30 Vóltios cortar. De esa forma conseguimos que la tensión no suba de 30V. Con los pulsos que conseguimos podemos cargar un condensador y … tener así una corriente continua.
¡Bueno! ¡Pos no has dicho “na”! ¿Y eso como se hace?
La respuesta es fácil. ¡Calculando!

Realizando lo anterior es fácil alimentar, en teoría, con cualquier tensión superior a 30V de pico.

Como no hay excusa, sabemos calcular un tener, Ahí dejo el circuito para ir analizándolo. Fácil y sencillo.

Venga que sólo queda uno más.

 

[El nombre]

Aquí dejo el final del circuito. Es aconsejable conectar un estabilizador por PWM para obtener el Amperio. (máximo rendimiento)
Como las explicaciones siempre han estado de más (ver media del foro en general) si alguien tiene una duda que lo indique.
He podido ver por ahí que este tipo de fuente está bastante difundida y los valores que he colocado pertenecen a una fuente (al parecer va muy bien) de Paul Goossens.

ya se ha quedado solucionado el puente

Gracias _Eduardo_ por la advertencia

 

[El nombre]

Por si alguien lo quiere para el proteus.
RECORDAR que al circuito tiene que tener conectado el estabilizador. O en su defecto una carga.

 

[Eduardo]

Esto te lo digo con buena onda.
Eso sirve solamente en circuitos totalmente aislados. Al rectificar onda completa siempre tenes un semiciclo donde la fase va al terminal positivo a traves de un diodo.
(nota: el puente de diodos esta girado 90°, asi explota en el semiciclo negativo)

 

[El nombre]

Lo del puente son las prisas. Ya ha quedado solucionado.
Gracias _Eduardo_ Por el detalle
Como he comentado en más de una ocasión " estamos para meter la pata" y los hay " que esperan que se meta". Me incluyo entre estos últimos.


siempre he ido de buen rollo. Algunos se lo toman mal.

Todos los que no llevan transformador, que funcionan con condensador, lo hacen. Siempre tienes el inconveniente de la conexión. Por eso se especifica en todos los casos:
"Recordad que está conectado directamente a la red. Hay que tomar las medidas oportunas para manipular o comprobar el circuito".

PD. Gracias de nuevo.

 

[Eduardo]

Todos los que no llevan transformador, que funcionan con condensador, lo hacen. Siempre tienes el inconveniente de la conexión. Por eso se especifica en todos los casos:
"Recordad que está conectado directamente a la red. Hay que tomar las medidas oportunas para manipular o comprobar el circuito".

Ese es el punto, las recomendaciones.
Te estas olvidando que mucha gente que leera esto no sabe analizar un circuito como para determinar cuales son "las medidas oportunas", y puede pensar que bastara una conexion cuidando que la fase pase por el fusible (en el esquema) para que pueda manipular tranquilamente del lado de "baja tension".

En las dos clases de fuentes a condensador, conectando la fase al condensador se tiene un poco de seguridad. En la de media onda se mantiene siempre la masa del circuito conectada al neutro pero en la de onda completa no, aunque como el voltaje es bajo no resulta peligroso.
En el esquema que propusiste no hay "conexion segura", siempre vas a tener presente la fase durante un semiciclo en la salida. Por esa razon no es prudente hacer una recomendacion general como "tomen precauciones" cuando estoy seguro que mas de un lector ya estaba pensando usarla para alimentar un amplificador convencional.

Saludos.

 

[bactering]

Muy cierto con el "... cierto nivel de seguridad...". que no existe ya que el condensador tiene un comportamiento algo extraño en alterna ¿no?
Y en ese enchufe que estas viendo ahoramismo ¿cuantos saben la fase donde se encuentra?
Y en lo que aquí llamamos B1 (220 entre fases), muy divulgado por esas tierras, cual se toma como neutro.
Moraleja:"Todo tornillo aprieta media vuelta más"


El desconocimiento de las normas no exime de ellas Al menos en este país.


¿A quién se le ocurriría, por poner un ejemplo, poner un auto transformador en un equipo médico?
Sólo a un palurdo, cuyo afán y conocimiento de la electricidad no pasa de un interruptor y una bombilla (por si la "o" con un canuto no sabe lo que es).

Volviendo al tema:

subo un ejemplo de uso de la fuente de Paul Goossens. Me acaban de pasar una copias por lo que no se la revista. Este hombre sale mucho en la Elektor, por lo que seguramente serán de ahí . Que mala uva tiene también este hombre . Quiere electrocutarnos a todos.

Saludos

PD. Que lástima profesor

 

[Eduardo]

Muy cierto con el "... cierto nivel de seguridad...". que no existe ya que el condensador tiene un comportamiento algo extraño en alterna ¿no?

No quiero caer en la novela anterior. Pero a que llamas "extraño" ? Un condensador se comporta tal cual lo predicho en teoria.

 

[El nombre]

Ostras! Tienes toda la razón. No convirtamos esto es un culebrón y vamos a cortarlo rapidito.
En este tipo de discusiones se aprende más de lo que se piensa. Espero que los moderadores se atiendan a las consecuencias si se les ocurre intervenir en los dos siguientes post. Ni se les ocurra moverlos ya que se van a impartir unas clases.

Como has tocado el tema (me encanta la teoría y me falta mucho por aprender) voy a pedirte que subas la fuente que comentas (medio segura) y voy a realizarte una pregunta a la que contestaré (y lo advierto) muy duramente desmontando la contestación.

Tomate el tiempo que quieras para contestar (y para subir la fuente).

La pregunta la formulo teniendo en cuenta el condensador:

¿En qué momento, no vale el paso por cero, es segura esa fuente?

Saludos

PD. Tómatelo con calma y no precipites la contestación.

 

[Eduardo]

Lo que te pregunte fue cual es ese "comportamiento extraño en alterna", no sobre el nivel de seguridad.

 

[KARAPALIDA]

se puede hacer variable, me parece algo asi como un dimer de continua, Si yo tambien me quede intrigado que hace de raro el condensador en alterna

 

[El nombre]

En las dos clases de fuentes a condensador, conectando la fase al condensador se tiene un poco de seguridad. En la de media onda se mantiene siempre la masa del circuito conectada al neutro pero en la de onda completa no, aunque como el voltaje es bajo no resulta peligroso.
En el esquema que propusiste no hay "conexion segura", siempre vas a tener presente la fase durante un semiciclo en la salida. Por esa razon no es prudente hacer una recomendacion general como "tomen precauciones" cuando estoy seguro que mas de un lector ya estaba pensando usarla para alimentar un amplificador convencional.

Saludos.

Comentas que el de media onda tiene un poco de seguridad y quiero saber donde ¿Tan difícil es?

sólo quiero que lo detalles (Símplemente es para ver si te das cuenta). Los dos tienen el mismo nivel de seguridad. NINGUNO. En los dos casos es peligroso ya que el voltaje pequeño que comentas no es tal.

Saludos
PD el condensador es un gran desconocido y mal usado ( por no conocerlo)

 

[Eduardo]

Cuando me refiero a "un poco de seguridad" en las fuentes a condensador me refiero a que la persona puede manipular sin recibir descargas.
Eso se consigue conectando correctamente al circuito fase y neutro. Pero SOLAMENTE sirve en la etapa de diseño o en una reparacion porque se podra meter tranquilo los dedos en el circuito de aplicacion, a diferencia del otro circuito donde no podes tocar nada sin recibir un voleo, esa es precisamente la diferencia que tienen.
Logicamente, una persona prudente, cuando revisa equipos donde en una parte del circuito se tiene presente una fase (caso fuentes conmutadas a traves de los diodos), no confia en la correcta conexion (si existe) sino que los alimenta via un transformador de 220/220.

Una vez terminado, todo debera estar aislado por las siguientes razones:
* No hay ninguna garantia que el usuario en las futuras conexiones a linea respete la fase (QEPD).
* Aunque la respetara, un contacto con algun elemento a tierra provocara una derivacion de corriente, en el circuito de Goossens tendremos un cortocircuito casi directo (boom+chispas), en la fuente a condensador la corriente esta limitada, pero con 1 uF da 50mA, mas que suficientes para hacer saltar el diferencial. Y aunque no haya instalado diferencial, la derivacion de corriente a tierra tirara abajo la tension en el circuito y dejara de funcionar.

De cualquier manera, yo no estoy invalidando la fuente de Goossens, solamente haciendote notar que dadas las caracteristicas que tiene no fue prudente recomendar precauciones en terminos tan generales.

Saludos.

PD. Por lo visto no fui el unico sorprendido con ese comentario sobre el comportamiento del condensador en alterna, te agradeceria que en beneficio de todos te explayes mas en el tema.

 

[El nombre]

Para eso voy a un tema nuevo.

 

[Fogonazo]

El 80% de los usuarios de electrodomesticos lee el manual de uso luego de haber quemado el equipo, el 20% restante ni aun asi lo lee. (Confucio Filosofo Chino, 551 adC - 479 adC)

 

[Nilfred]

No creo que durante la vida de Confucio existieran ya electrodomésticos.

 

[El nombre]

yo era muy pequeño para verlo.
Pero en telefonía:
En Madrid, en unas escavaciones arqueológicas encontraron un hilo de cobre a 10mts de la superficie y llegaron a la conclusión que hace 5000 años ya usaban la telefonía fija.
En Barcelona, viendo los madrileños, escavaron 100 mts y encontraron un cristal. por lo que llegaron a la conclusión de que hace 100años se usaba la Fibra óptica.
En alicante escavaron mas de 500 mts sin encontrar nada por lo que se deduce que el hombre primitivo ya usaba la telefonía móvil