FUENTE PORTÁTIL DE 500v DE TENSIÓN CONTÍNUA

Fernando Valcarce Codes

Físico, exProfesor del Laboratorio de Electrónica de la

FACULTAD de C. FÍSICAS. U. COMPLUTENSE, MADRID. ESPAÑA.



CIRCUITO PROBADO
Textos y artículos de investigación en Ciencia y Tecnología

Noviembre de 2022

Alguna vez puede ser útil disponer de una fuente portátil de tensión de corriente continua de unos cuantos cientos de voltios para alguna aplicación, como en el caso de una electroforesis capilar portátil, una protección disuasoria para animales, u otras en las que no se dispone de una conexión a la red de energía eléctrica y sí se tiene acceso a una bateria de corriente continua con un voltaje del orden de la decena de voltios.
En estos casos es útil un circuito como el que aqui se presenta, que obtiene una tensión de corriente continua de unos 500 voltios a partir de una bateria recargable de 15 voltios de tensión de corriente continua. La corriente que puede proporcionar este circuito es limitada a unos pocos mA, pero suficiente para muchas de las aplicaciones mencionadas.

El esquema del circuito es el que se presenta a continuación, y una breve descripción del mismo será suficiente para comprender su funcionamiento y las prestaciones que puede ofrecer.

Los transistores Q1 y Q2 están configurados en forma de un multivibrador astable y generan a la salida, en el colector de Q1, una onda de 14 voltios pico a pico y con una frecuencia de 31 khz aproximadamente.
Para Q1 y Q2 se han elegido transistores del tipo BF199, transistores npn de alta frecuencia, pero se podrían sustituir por otros de uso corriente como BC107 o equivalentes, aunque en este caso la frecuencia de oscilación podría verse reducida.

El nivel mínimo de la onda de salida generada se fija a 0 con el condensador C3 y el diodo D1, del tipo 1N4148, y esta señal se lleva a la base del transitor Q3 que la amplifica, obteniendo a la salida en su colector una señal de 18 vpp aproximadamente. Para el transistor Q3 se ha elegido el tipo 2n2222, un npn de media potencia que permite una buena amplificación con una disipación de potencia aceptable y segura.

La salida del colector de Q3 se vuelve a fijar a 0 por medio de C4 y el diodo D2, otro 1N4148, y se lleva como entrada a la base del transistor Q4 del tipo BD135, un npn de potencia media y algo mayor capacidad de disipación de potencia, cuyo colector se conecta con los 15v de alimentación a través del primario del transformador T1 en paralelo con un condensador de 220 nf que sintoniza el conjunto.
El primario de T1 lo constituyen 40 espiras de hilo esmaltado de 0,2 mm de diámetro con una inductancia de 130 uH, devanadas sobre un secundario de espiras del mismo tipo y una inductancia de 7 mH, aproximadamente, constituido por unas 400 espiras, lo que representa una relación de transformación de 1:10 aproximadamente.

Con ello se obtiene en el secundario de T1 un señal oscilante de 180 vpp que por medio del triplicador de tensión constituido por el condensador C6 los diodos D3,D4 y D5 , del tipo 1N4007, y los condensadores electrolíticos C7 y C8 obtiene una señal de corriente contínua entre S+ y S- con un valor de tensión aproximado de 500 v.

Todos los componentes utilizados son de uso corriente, las resistencias de 1/4 de watio, los condensadores cerámicos, de poliester y electrolíticos. El circuito se alimenta con una fuente de corriente continua, con valor de tensión de entre 13 y 16v aproximadamente, por lo que puede utilizarse una bateria recargable o también la tensión de una fuente de corriente continua regulada desde la red de energía eléctrica. El consumo es de 200 mA aproximadamente con una tensión de entrada de 15v.
Para construir la fuente se realizará un circuito impreso sobre una placa de fibra de vidrio con lámina de cobre por una de sus caras, teniendo cuidado al montar los componentes de respetar las polaridades y esquemas de conexión de los elementos que lo requieran.
Para su puesta a punto es conveniente utilizar un osciloscopio de al menos 10Mhz de ancho de banda y un polímetro con alcance de medida de tensiones contínuas hasta 1000 v.

Hay que tener mucha precaución, al hacer funcionar la fuente, de no tocar con las manos desnudas los terminales de salida de la misma pues, como se ha dicho, las tensiones presentes a la salida son suficientemente altas como para suponer un riesgo para la salud de las personas.

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