FUENTE PARA PREVIOS

Introducción.

Este circuito consiste en una fuente de alimentación regulada y de bajo ruido, para previos de audio. Sus caracterísitcas son un más que generoso filtrado, una regulación lineal y protección contra cortocircuitos.

Las características de este circuito se pueden adaptar según los voltajes requeridos, aunque lo más común es usar los componentes señalados para la versión de 15V simétricos. Para ello habría que modificar los valores de voltaje de los componentes, y el cambiar el regulador por el indicado.

 

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Esquema

El esquema se muestra a continuación. Se trata de una fuente sencilla pero con un filtrado adicional a la regulación producida por el regulador lineal de la serie 78xx/79xx.

Primero comentamos las características básicas, y luego comentaremos los detalles.

Posee diodos de protección para proteger al propio circuito si el voltaje residual del circuito supera al voltaje de entrada, y para que sea inmune (o casi) las características de descarga del previo. En algunos previos un consumo desigual de corriente (nada mal) puede producir que alguna de las tensiones de alimentación baje ingluso por debajo del nivel de tierra, lo que podría dañar los integrados reguladores, con los diodos D3 y D2 esta tensión no supera los 0,5V por debajo de tierra.

Los reguladores 78 y 79 tienen una protección térmica que limita la corriente en función de la temperatura del chip, por lo que se puede cortocircuitar sin daños. No obstante, la gran capacidad postarior al filtrado puede producir chispazos importantes, y si se usan condensadores de baja ESR, más. También un alto consumo puede producir que la temperatura del regulador alcance niveles importantes y se active la protección térmica, esto producirá rudos muy desagradables en el resto del circuito. Por esto, se recomienda usar un disipador si se calienta.

La placa metálica de los 78 y 79 es eléctricamente activa, por lo que no debe tocar el metal con los dedos mientras esté funcionando. Si coloca un disipador (se puede hacer con una chapa de aluminio), ésta debe estar aislada del metal con arandelas de nylon en la parte delantera y con una aislante de mica o una almohadilla térmica.

Ahora pasamos a explicar el porqué del filtrado. Los reguladores 78 y 79 son un amplificador de DC realimentado, y como todo sistema realimentado debe estar compensado en frecuencia, y esto hace que la realimentación a alta frecuencia decrezca. Y con ella, todas las ventajas asociadas: rechazo al ruido y regulación e la carga principalmente. A la derecha se puede observar el rechazo al ruido de alimentación frente a la frecuencia.

Por esto es necesario ayudar al funcionamiento del 78 y 79 con un filtrado paso bajo pasivo. Esto se hace mediante los condensadores C1(&C1c)-C4 y las bobinas L1 y L2. También se puede sustituir las bobinas L1 y L2 por resistencias de 1-2W de bajo valor óhmico (100 Ohm máximo).

Hay que pensar que esa resistencia hará caer tensión y puede saturar el regulador, o incluso hacer que el valor de la tensión a la salida sea menor de los esperado. Con 10 Ohm el filtrado tiene su frecuencia de corte a 3.3 Hz (y C3 y C4=4700uF), pero con un consumo de 400mA la caída de tensión es de 4V.

 

Para un correcto funcionamiento de los 78 y 79 debe haber un margen de 3V enrte la entrada y la salida.

 

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Características

El diseño admite libertad para utilizar los valores de tensión necesarisos, quienes conozcan las series 78xx y 79xx sabrán que están disponibles los siguientes valores: 5, 9, 12, 15, 18, y 24 V.

Adjuntamos la hoja de características del LM78xx para obtener más detalles.

También existen los uA78xx y MC78xx, de diferentes fabricantes pero de semajantes prestaciones.Los dos últimos dígitos indican el voltaje de salida.

La mayoría de los componentes se pueden adquirir en tiendas de electrónica, con un precio bastante económico. Los condensadores cerámicos SMD (C1c...) no son tan fáciles de encontrar, se puede prescindir de ellos, o si se es habilidos@ soldar cerámicos normales en superficie.


 Las bobinas también pueden ser un problema para encontrar, pero es más habitual encotrar toroides de ferrita que se pueden usar para hacer bobinas. Ariston posee varios de diferentes tamaños y material que se pueden usar. Los amarillos y naranjas (polvo de hierro) son los más adecuados para esta labor, pero se pueden usar otros. El mínimo suele ser 30 vueltas de hilo esmaltado de cobre, pero puede darles tantas como crea conveniente.

En la seleción del hilo debe tener en cuenta el consumo de potencia que va a tener. La fórmula se basa en que el máximo de Amperios por unidad es 16A/mm^2, pero también hay que tener la resistencia DC que producirá. Cuanto más grueso sea el hilo, mejor, pero mas difícil será de trabajar. No recomiendo nada mayor de 0,6mm^2. Con un carrete de 500 gramos debería ser suficiente para las 4 bobinas.


El transformador debe estar correctamente dimensionado, sobre todo en voltaje, recomiendo usar un valor de AC mínimo 3 voltios mayor que el voltaje DC esperado a la salida, es decir, si esperamos 15 V simétricos a la salida, debemos usar un transformador de 18+18V en el secundario. La corriente, mínimo un 150% del total. Si requerimos 100mA, el trafo debe tener mínimo 150mA, pero preferiblemene que sea de 300mA.

 


Con un correcto diseño en el osciloscopio, una carga de 200mA y divisiones de 50mV no se aprecian picos ni el rectificado ni ruidos, y el nivel de ruido es menor de lo que permiten mis métodos de medición, por lo que podemos estimar que el rizado está por debajo de 1mV.

La corriente máxima proporcionada es de 1.5A en condiciones óptimas, pero varia en función de la temperatura del integrado. EL rechazo al ruido de 50Hz suele ser mayor de 60dB.

 

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PCBs

Éstas son las PCBs.

Se proporciona la lista de componentes para una fuente de ±15V y un consumo de 500mA máximo, que será lo más habitual. Aquí en formato texto y aqui en formato XLS.

 

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Fuente para previos- Miscelánea - PCPfiles en www.pcpaudio.com