En las experiencias con circuitos integrados lineales (amplificadores operativos) o incluso en montajes definitivos, el lector puede tener la necesidad de una fuente simétrica de 15 volts. Si bien la solución del problema es simple, si dispone de un transformador de 12 volts y. un par de zeners de 15 voltios, el lector puede ser sorprendido en un fin de semana en el que desee realizar algún proyecto, verificando que en su stock de componentes sólo existen unidades comunes de 6,3 volts de secundario. Sin embargo, el circuito que presentamos se constituye en una solución para la obtención de 15 voltios negativos y positivos en relación a la masa con el transformador de 6,3 voltios, pudiendo ser usado en alimentación de circuitos integrados lineales.
Este artículo ha salido en las versiones más recientes. Esta es de 1977.
No existe ningún secreto para la obtención de una tensión continua de 15 volts a partir de una tensión alterna de 6,3 volts, como la suministrada por el secundario de un transformador.
La utilización de los multiplicadores de tensión (dobladores, triplicadores, etc.) permite obtener tensiones continuas de salida que sean múltiples del valor de pico de la tensión alternada de entrada con facilidad.
Es lo que hacemos en este caso. Usamos un circuito plegado que eleva el valor de pico de la tensión de secundario del transformador y con ello obtenemos cerca de 15 volts de salida.
Los componentes para este montaje son todos comunes y el lector puede obtenerlos con bastante facilidad en cualquier casa de material electrónico. Los diodos zener que tal vez necesiten un poco más de trabajo para la obtención son del tipo de 400 mW o 1 W, pero si el circuito integrado lineal a ser utilizado puede ser alimentado con tensiones que no necesiten ser exactamente 15 volts, estos componentes pueden ser alimentados y se eliminan.
El montaje sugerido se realiza en placa de circuito impreso convencional cuyo aspecto del lado cobre se suministra en la figura 1, y la disposición de los componentes del lado superior en la figura 2.
El diagrama completo de la fuente se da en la figura 3.
EL CIRCUITO
En el análisis de esta fuente sólo tenemos que hacer consideraciones sobre dos de sus circuitos: lo que nos permite obtener tensión mayor de salida, el circuito de salida y sus limitaciones en cuanto a la corriente;
Con respecto al doblador de tensión, podemos explicar su funcionamiento de la siguiente manera:
La tensión obtenida en el secundario del transformador de 6,3 volts se mide en volts rms, lo que significa que, como la tensión es alternada, los 6,3 volts significan un valor tomado en promedio (valor medio cuadrático) y siendo así existirán en que la tensión es menor que 6,3 V e instantes en que es mayor.
El valor máximo que la tensión alcanza en cada ciclo es que justamente nos interesa en el circuito pues éste aparecerá en la salida de la fuente sin carga. En cada ciclo el valor máximo es alrededor de raíz de 2 veces mayor que el valor rms, o sea 1,41 veces mayor que 6,3 volts lo que significa una tensión de 8,83 V.
Así, si en un rectificador simple (media onda) conectamos un condensador, para el caso de un transformador de 6,3 volts su carga no será hecha con 6,3 voltios sino con 6,3 x 1,41 8,83 V (figura 4).
En la práctica, debido a fugas y otros problemas, la tensión obtenida en su carga será ligeramente menor, pero eso sirve para mostrar algunos aspectos importantes para el estudiante, principalmente.
También observamos que, por medio de componentes dimensionados apropiadamente la tensión de pico puede aparecer en la salida con los 6 voltios deseados, en cuyo caso tendremos una fuente de 6 volts con transformador de 6,3 volts de secundaria.
Pues bien, en nuestro circuito además de tener la tensión de pico del orden de 8,8 volts que nos interesa realmente, utilizamos un circuito plegable o sea, un sistema de rectificación en que ocurre la carga de cada condensador en cada semiciclo de la alimentación y ambos se descargan simultáneamente en serie en la carga, es decir, en el circuito a ser alimentado resultando por lo tanto en una tensión de salida dos veces mayor que la tensión de carga, es decir, 17,7 volts, aproximadamente.
En el circuito práctico utilizamos dos dobladores, siendo uno para la rectificación primero de los semiciclos negativos y luego el otro de los semiciclos positivos con lo que podemos obtener 15 volts positivos y negativos en relación a la masa.
Como lo que realmente deseamos es una tensión de 15 V y no 17,7 V, partimos de esta y por medio de diodos zeners, cuyas propiedades reguladoras de tensión son conocidas de los lectores, llegamos a los 15 volts pretendidos.
Los resistores sirven para limitar las corrientes de salida en función de los diodos zener. Para una corriente de salida de 100 mA las resistencias pueden ser de 33 ohms x 2 W.
T1 - transformador de 6,3 V X 100 mA
D1, D2, D3, D4 - diodos 1N4001, 1N4002 o equivalentes
C1, C2, C3, C4 - 500 uF x 25 V (470 uF)
R1, R2 - 33 ohms x 2 W
Z1, Z2 - 15 V x 1 W diodos zener