CIRCUITO PROBADO

Mayo de 2013

Es frecuente encontrar esquemas de circuito de fuentes de tensión continua variables y reguladas, ver por ejemplo, pero una característica casi constante en todas estas fuentes es que tienen un límite inferior de tensión, que suele estar situado entre 0.7 v y 1.5 v, por debajo del cual no es posible seleccionar una tensión de trabajo y si necesitáramos una tensión menor, una de por ejemplo 0.2 v , no podríamos utilizar una de tales fuentes para conseguirla ya que esta limitación es inherente al sistema sobre el que se basa la regulación de la tensión de salida de dichas fuentes.

Hay situaciones en las que sería deseable disponer de tensiones muy pequeñas, del orden de unos pocos milivoltios, estabilizadas y reguladas y, aunque se puede argumentar que esto se puede conseguir por medio de un divisor de tensión resistivo y una fuente variable convencional, lo cierto es que la impedancia de salida de estos divisores puede hacerlos inviables para suministrar corrientes suficientes, manteniendo constante el valor de la tensión seleccionada.

Tal es la situación que se presenta en el caso de las tensiones necesarias para realizar algunas electrolisis a potencial controlado, o en la comparación de tensiones de offset en amplificadores operacionales, aplicaciones que necesitan pequeñas tensiones que sean estables y permanezcan en el valor seleccionado con cargas variables.
Por ello, puede ser de cierto interés disponer de una fuente de pequeñas tensiones, variables entre 0.000 v y 1.500 v, como la que aquí se presenta y cuyo esquema de circuito puede verse a continuación

En el esquema puede verse que, básicamente, el principio de funcionamiento de esta fuente es el mismo que el de la mayoría de las fuentes de tensión variable reguladas, es decir se realimenta la tensión de salida hacia un amplificador diferencial, formado por Q1 y Q2, que la compara con la tensión seleccionada mediante R4, y cuya salida corrige cualquier variación de dicha tensión de salida con respecto a la seleccionada.
Únicamente se nota como diferencia en este caso, que la resistencia común de emisor de los dos transistores del par diferencial, R7, no está aquí conectada a tierra, sino a una referencia de tensión negativa estabilizada por medio de un zenner de 4.3 v, D3, tensión negativa que se obtiene rectificada y filtrada con respecto a una toma intermedia en el secundario del transformador de alimentación, el cual en este caso es un transformador de 15v + 15v y unos 30 VA de potencia, cuyo primario se conecta a la red de energía eléctrica y cuyo secundario va protegido por un fusible de 0.3 A, tomándose dicha toma intermedia como referencia de tierra.

Otra diferencia que se puede observar con respecto a algunas otras fuentes reguladas es que, al ser muy pequeñas las tensiones que hay que regular, se necesita una mayor sensibilidad para corregir cualquier pequeña variación, y ello se consigue por medio del par de transistores Q4 y Q5 en configuración Darlington, que proporcionan una ganancia alta a la tensión de salida del colector de Q2 del par diferencial, lo que controla la tensión de base del transistor Q6, que a su vez inyecta corriente a la base del Q7, que es el transistor de salida, cuya tensión colector-emisor es la que determina la tensión disponible en bornes de salida de la fuente de tensión.

En este caso las tensiones de salida serán pequeñas, por lo que la mayor parte de la tensión caerá entre colector y emisor de Q7 y ello unido a que se pueden necesitar corrientes apreciables, de algunos cientos de miliamperios, provocará que el transistor de salida, Q7, tenga que disipar una potencia apreciable, a veces algunos watios, por lo que se ha elegido para Q7 un tipo de potencia que resiste bien, calentándose poco durante el funcionamiento.
La polarización de su base en la situación de equilibrio se hace mediante el transistor Q3, del tipo pnp, cuya tensión de base está fijada 4.3 v por debajo de la tensión positiva y estabilizada de 15 v, mediante el diodo zenner D5, y cuya corriente de colector alimenta la base del Q6, que a su vez está controlada por la salida de los colectores de Q4-Q5.
El condensador C4 actúa como tampón a la salida y filtra cualquier resto de señal alterna que pudiera haber en la tensión contínua de salida.

Para la realización de la fuente se fabrica un circuito impreso, utilizando una placa de resina de fibra de vidrio con lámina de cobre por una cara y se montan sobre ella los componentes, teniendo cuidado de respetar las polaridades de los semiconductores y de los condensadores electrolíticos y se completa con un portafusibles, dos bornas para la tensión de salida, una clavija, un cable bifilar y un interruptor para la conexión a la red eléctrica y también se puede completar con un medidor, digital o de aguja, que nos indique la tensión de salida en cada momento, asi como una caja para incluir en ella todos los elementos del montaje.

Cualquier prueba o medición que se realice con el circuito conectado a la red de energía eléctrica debe realizarse con la máxima precaución, pues existen en el circuito tensiones que podrían resultar peligrosas para la vida y la salud de las personas.