Fuentes de Alimentación

Para uso radioamateur y otros

Power Supplies for Ham Radio and more

Ojo !!

Página en Construcción


             En estas notas, se muestran algunos de los circuitos que probé, utilicé o reformé para el uso específico de equipos de radio; los cuales tienen varias particularidades que hacen que no con cualquier fuente se obtenga un óptimo rendimiento.

             Refiriéndonos a esas particularidades, la principal es que casi todos lo equipos de radio están preparados para funcionar en un rango de tensiones habitualmente entre 11 a 15 volts, previendo su uso en móviles, donde la batería del vehículo puede variar entre su tensión casi descargada, por debajo de los 12 volts, hasta la tensión de carga que genera el alternador a pleno régimen de marcha, cerca de los 14 Volts. Convencionalmente se adoptó la tensión nominal de salida de las fuentes de alimentación en 13,8 volts, aunque tensiones dentro del rango mencionado son aceptables.

             De acuerdo al consumo, habrá siempre alguna caída de tensión en la salida de la fuente. Estas caídas pueden ser o no toleradas por los equipos, de acuerdo a la magnitud de las mismas. Una caída no tolerada provoca los síntomas de modulación "arrastrada" o "llorosa" (términos empleados en nuestra jerga) e incluso el apagado, funcionamiento inestable del equipo o el reseteo de sus funciones lógicas.  Es deseable por lo mencionado, que la caída de tensión cuando hay consumo en la fuente, sea lo menor posible

            Los consumos de equipos de radio varían de acuerdo a la potencia de los mismos, y al modo empleado, esto último deberá tenerse muy en cuenta, ya que no será el mismo con 50 Watts en AM, donde la portadora es casi constante igual que el consumo sobre la fuente, o misma potencia en SSB donde se tendrá un consumo promedio mucho menor, pero con fuertes picos dependiendo de la modulación.


Un clásico con mejoras

          Este circuito es un esquema clásico, basado en un regulador monolítico de la línea 78xx, que controla un transistor driver y éste a los transistores de salida.

          El esquema mostrado puede soportar corrientes de salida de hasta 25 a 30 Amperes pudiendo prescindirse de uno o dos transistores en el caso de necesitarse menores prestaciones

 

             El estabilizado y regulación de tensión se basa en el monolítico 78xx, pudiendo utilizarse desde un 7805 hasta un 7812. La tensión de salida puede variarse dentro de un rango previamente establecido, siendo la tensión nominal del regulador la mínima, mientras que la tensión máxima, se limita con un zener, cuyo valor será el la tensión máxima deseada, menos la nominal de regulador 78xx. Lo típico para las fuentes de alimentación de equipos de comunicaciones es de unos 15 Volts. La tensión se regula con la realimentación obtenida por el divisor resistivo que polariza el transistor NPN que varía la referencia a masa del regulador. Al divisor resistivo, se le pueden agregar resistencias fijas en cada extremos para evitar la saturación excesiva del transistor y/o que la regulación quede acotada a un determinado rango de seguridad; por ejemplo 10 a 16 Volts.

 

         Este regulador, pese a su sencillez, es bastante estable y eficiente.

          Los pocos componentes dedicados a la regulación y estabilización pueden montarse en una plaqueta simple, o directamente sobre puentes aislados, o componentes mayores, como se puede observar en las fotos de una fuente, construída por LU9DA con este circuito.


El regulador negativo

 

         Este circuito, es muy simple de realizar y su regulación es muy buena. Sale de lo común en cuanto regula por el negativo, lo que desorienta un poco a algunos; sin embargo, no es difícil entenderlo.

            La regulación está a cargo de un regulador monolítico negativo, de la línea 79xx. Cuando la corriente que drena el regulador aumenta, también aumenta la caída de tensión en los terminales de la resistencia de 100 Ohms, polarizando así los transistores de paso.

              Normalmente el circuito utiliza transistores de paso PNP, como los 2N2955, pero he modificado el circuito original para usar los NPN 2N3055 por varios motivos, uno de ellos es que son más populares y fáciles de conseguir; el otro, es que la forma en que quedan conectados, los colectores no necesitan aislarse del disipador, ya que esos terminales son la salida final del negativo y forma parte de la masa de la fuente y/o el gabinete de la misma. La transferencia térmica entre los transistores y el disipador es mucho más efectiva, ya que al no haber bujes plásticos ni micas de aislación, el contacto directo con los metales es pleno.


NOTAS de INTERES :

 

Diferencia de pinout en reguladores nonolíticos 78XX y 79XX

        A diferencia de los habitualmente usados de la línea 78xx, los reguladores negativos de la serie 79xx tienen otro pinout en sus terminales, y puede causar equívocos al realizar los circuitos. Algo similar ocurre con la línea 78Lxx, los más chicos de la serie, que tampoco respetan el pinout clásico. A la derecha se muestran las identificaciones de los terminales en los tres reguladores mas usados.

 

Problema con los diodos en la referencia de los reguladores 78XX y 79XX

              El amigo Rubens CX6DI, me comentó que tras haber realizado el circuito del regulador negativo, notó que estando sin carga alguna, la tensión de salida de la fuente subía fuera de lo esperado. La falla nunca me sucedió ni me fue informada antes, por lo que buscamos el origen y su solución, y tras varias pruebas, finalmente encontramos que el problema era causado por los diodos incluídos para ajustar la tensión a los 13,8V.

 

             La inclusión de dichos diodos con su correspondiente umbral de tensión, deja al regulador sin referencia de masa cuando no hay consumo a la salida del mismo y es por eso que no se aconseja dicha técnica en la hoja de datos del regulador; sugiriéndose la solución de un divisor resistivo cuando se necesita ajustar la tensión a valores no estándard, calculando los valores según la fórmula : V = 12 (R1+R2) / R1. De ser necesario, el ajuste fino se logra reemplazando R2 por un preset.

            En la práctica se puede simplificar el circuito y obviar los cálculos reemplazando el divisor resistivo por un preset, que permite incluso modificar y ajustar con precisión la tensión de salida. 

             No hay que olvidar la necesidad de utilizar un preset de buena calidad ya que cualquier fallo o inestabilidad del cursor provocará cambios no deseados de la tensión de salida.

 

              Vale la pena acarar que aunque no se recomienda en la hoja de datos, la reforma del circuito con los diodos funciona perfectamente si se incluye una carga mínima a la salida, cosa que casi siempre ocurre al incorporar un led de indicación de estado, o una resistencia para la descarga de los capacitores.

               La ventaja de la utilización de los diodos, frente a los preset, es que éstos últimos pueden sufrir cambios por vibraciones, incorrecta manipulación o incluso variar su valor por envejecimiento, mientras que el umbral de tensión de un diodo permanecerá inalterable. 


El regulador por Zener y Transistores

 

            La regulación en este circuito, está resuelta con componentes discretos, lo que la hace ideal para cuando no se cuenta con integrados reguladores y se deba recurrir a elementos de rezago o surplus.

           El divisor de tensión ubicado entre los terminales de salida de la fuente, provee la realimentación para estabilizar la tensión y a la vez permite ajustar la misma al valor deseado con el preset o potenciómetro.

           El elemento de referencia en este regulador es el Zener, pero dado que trabaja asociado a los transistores, su valor de ruptura no es crítico, mientras no supere los 6 u 8 volts; ya que su función es mantener constante la tensión en el emisor del BC548, sin importar demasiado cuál sea ésa.

           Se puede reemplazar el diodo Zener por una serie de 4 a 5 diodos comunes, cuyas caídas de tensión individuales (de 0,6 a ,7 Volts) sumarán aproximadamente 3 a 3,5 Volts y servirán de tensión de referencia. Nótese que en este caso se deberán conectar con el cátodo a masa, al contrario del Zener, que tiene el ánodo a masa. (ver detalle a la derecha) 

 

            En las imágenes a continuación, se muestra el circuito realizado en una plaqueta de pertinax cobreado, con islas realizadas por corte. En el circuito faltan los transistores de paso final, y se incluyen los resistores de ecualización, realizados con alambre bobinado sobre resistores. 


Reguladores para reformas

            En ocasiones de repararlas por fallas, me he encontrado algunas fuentes con reguladores poco convenientes, con componentes sellados en epoxi, o circuitos demasiado complicados  que no pude hacer funcionar.  Teniendo en cuenta que la sección del transformador, rectificadores y los transistores de potencia finales no tienen muchas variantes en casi todas las fuentes, opté por reemplazar la etapa reguladora por el alguno de los circuitos que se muestran a continuación, desvinculando previamente los reguladores originales.

 

              Como puede observarse, se trata de dos etapas reguladoras ya descriptas. La primera, con elementos discretos, un zenner y dos transistores, necesita solo los transistores de potencia y la tensión rectificada del transformador para dejar operativa una fuente.

              A continuación se muestran las vistas del circuito realizado en una placa de pertinax cobreado, con las islas formadas por corte.

              El segundo circuito es con un regulador monolítico y estabilizado por realimentación. Al tener aún menos componentes que el anterior, la plaqueta de armado es mínima o incluso, como ya se mostró, podría prescindirse usando un montaje con algún puente o directamente sobre los componentes más robustos.

           El regulador puede excitar un par de transistores de potencia, para lo cual es posible que requiera un pequeño disipador. Si en cambio excita solo el transistor driver de los transistores de potencia, es prescindible.

 

        En las fotos de la izquierda puede observarse una plaqueta usada para reemplazar el regulador original en un circuito el cual, tras haber sido alcanzado por una descarga de un rayo, ya no pude reparar.

        Nótese que la pequeña plaqueta fue pegada a la plaqueta original, pero podría haberse fijado dentro del gabinete  sin mayores complicaciones.

           A la derecha, otra placa reemplazando la regulación original en otra fuente.

           Si bien esta técnica de reparación no es del todo ortodoxa, sirve para hacer funcionar rápidamente una fuente con fallos, y no es necesario quitar, retirar ni estropear la plaqueta, la cual, con más tiempo o paciencia, puede repararse posteriormente y dejar el equipo con su circuito original.

 

Construcción de fuentes paso a paso

               Aquí se muestran  secuencias de armado de fuentes, algunas desde cero, otras solo en parte

 


Tips para construir fuentes de alimentación

Transformadores

            El transformador es la parte más importante de una fuente, y dado que esta nota está referida al armado de fuentes caseras, donde generalmente aprovechamos componentes de rezago o de otros usos, es necesario tener en cuenta que no cualquier trafo servirá.

            Los transformadores para equipos de comunicación, requieren mucha corriente, por lo que lo primero que hay que saber es la corriente podrá entregar y si será suficiente para nuestro fines. Muchas veces solo se especifica la potencia de los mismos, pero teniendo en cuenta la fórmula : Potencia = Corriente * Intensidad , se sabrá la corriente nominal de trabajo del transformador. 

           Los equipos de comunicaciones pueden trabajar con un rango de tensiones amplio, (desde 11 a 15 volts típicamente) pero la tensión universalmente adoptada para que los mismos rindan la máxima potencia y trabajen adecuadamente es de 13,8 Volts.  Para lograr los 13,8 Volts a la salida de una fuente, los transformadores deben entregar cerca de 16 a 18 Volts de corriente alterna en su secundario. Esto, si bien es lo óptimo, puede variarse, pero con algunas restricciones y cuidados.

           Los transformadores mas usuales de conseguir, son los de 12, 24 y 48 Volts que se emplean en iluminación e industria, por eso me referiré a estas tensiones en particular.

          Si bien un transformador de 12 Volts puede llegar a cargar los capacitores con 16 Volts luego del rectificado, esto será insuficiente en un consumo continuo si se regula la fuente en 13,8 V. Si no se puede modificar el transformador, lo aconsejable será ajustar la regulación de la fuente en 12 Volts en lugar de 13,8, o bien verificar hasta qué corriente máxima la tensión no cae por debajo de ese valor y restringir el uso de la fuente a dicha corriente. Ayudará también aumentar la capacidad de los electrolíticos. 

           Un transformador de 24 Volts de salida, puede emplearse en una fuente de salida regulada en 13,8 Volts, pero esto traerá aparejado un riesgo importante para el resto de los componentes, que deberá contemplarse a la hora de decidir si se emplea o no dicho trafo. El primer problema será dimensionar los capacitores electrolíticos con una aislación de al menos 50 Volts, ya que la tensión rectificada estará cerca de los 35 Volts. Seguidamente, verificar las tensiones máximas de trabajo de los transistores de potencia, (en caso de no utilizar los clásicos 2N3055). Luego agregar los transistores necesarios para compensar el exceso de trabajo en los transistores y obviamente, agregar disipadores para ayudar a quitar temperatura en los mismos.

         Por que es necesario todo esto ?   Se explica fácilmente haciendo unos cálculos :

        Los 24 Volts alternos de tensión eficaz por la constante de 1,41 , nos da una tensión de pico de  33,84 Volts, que rectificados y restando la caída de tensión de los diodos será de aproximadamente  32,64 Volts. Los transistores de potencia deberán "quemar"  18,84 Volts , resultantes de restar 13,8 a 32, 64. Por si no fuera suficiente despropósito quemar en calor más potencia que la realmente útil de la fuente; y tomado como ejemplo una fuente entrega una corriente de 20 Amperes; haciendo el cálculo de 18,84 Volts por 20 Amperes sabemos que se deberá disipar en calor 376 Watts !!. El caso mencionado, pone al límite los transistores de paso final, por lo que necesitará agregar 2 o 3 más para llevarlos a un régimen de trabajo aceptable.

         A lo mencionado, hay que agregarle el mayor riesgo de fallos en los transistores, sin mencionar el riesgo de que los 33 Volts no regulados lleguen a sus equipos en un cortocircuito o fallo del regulador. Es por ello que si no hay posibilidad de modificar el transformador, será mejor elegir otro;... o malgastar componentes y energía en vano.

          Los trafos de 48 Volt son directamente inútiles para las fuentes de 13,8 VCC, salvo que puedan ser reformados.

          Algunos transformadores pueden ser modificados; con algo de trabajo. En los de 12 Volts es necesario agregar algunas espiras al secundario, siempre que aún  quede lugar en el entrehierro. Para el caso de los de 24 Volts, hay que sacar espiras. Para cualquiera de las dos opciones, habrá que ver si es posible hacer el trabajo sin desarmar el núcleo, o si se puede, desarmar el núcleo por completo y trabajar directamente sobre la bobina, cosa que facilitará notablemente la tarea. El alambre debe ser de la misma sección o diámetro que el existente en el secundario; la cantidad de espiras que se deben sacar o agregar no son fijas, y dependen del tipo de transformador; si se desarma todo el secundario, se podrán contar las espiras y luego calcular proporcionalmente las necesarias para obtener los ideales 16 a 18 V.  En cualquier caso, será una buena oportunidad para experimentar con  transformadores.


Transistores de potencia

Cuánta potencia (en calor) disipan los transistores de potencia de una fuente ?

         Los transistores de paso final de una fuente son los encargados de disipar en forma de calor el exceso de tensión que tenemos después de rectificar la tensión de transformador, manteniendo estable la tensión en la salida de la fuente.

            Para poner un ejemplo supongamos que tenemos un transformador de 220 a 18 VCA; tras el rectificado, tendremos el valor de tensión de picos, menos la caída de tensión del puente rectificador, generalmente unos 23 a 24 Volts. (18 * 1,41 - 1,4 =  23,98). Los transistores de paso final deberán quemar la tensión resultante de restar a los 23,98 volts no regulados, los 13,8 Volts que se deben mantener estables en la salida de la fuente, o sea 10,8 Volts,  Si la corriente que necesita el equipo es de unos 20 amperes, la potencia que deben disipar en calor es de más de 200 Watts  ( 10,8V * 20A)

            Los valores mencionados, se elevan en los picos de consumo, y si consideramos que lo habitual para una fuente de esa capacidad de corriente es colocar 4 transistores de paso final, cada uno puede llegar a disipar hasta 70 Watts;  lo que supera la potencia en calor de un soldador mediano !!  

 

Los montajes 

            Salvo los casos en que los transistores queden con el colector a masa, deberán aislarse del chassis, y/o del disipador. Si no se desea trabajar con las arandelas, bujes plásticos y aisladores de mica, la opción de aislar el conjunto del disipador es válida. En cualquiera de los casos la fijación al disipador debe ser firme y con el aporte de grasa siliconada, para mejorar la transferencia térmica.

 

              Es muy común actualmente sustituir los clásicos 2N3055 por otros de nueva tecnología, como el MJ15003 que soportan más corriente y reducen mucho el circuito y cableado.  Hay que recordar, sin embargo, que la potencia disipada en ellos se multiplica, por lo que hay que cuidar mucho el tema del montaje al disipador, y mantener éste de la misma dimensión.

 

              La colocación de los disipadores y transistores en la parte exterior del gabinete presenta un problema que pocas veces se tiene en cuenta : Las cápsulas de los transistores, conectados eléctricamente al colector deben resguardarse para que ningún objeto metálico haga contacto entre ellas y el disipador o gabinete. Muchas fuentes importadas los resguardan con tapas plásticas, pero es muy habitual que estén expuestos y ante cualquier cable, herramienta u objeto que ocasionalmente toque los encapsulados, se provoque el cortocircuito, y el aficionado crea que ha sido producto de un fallo en el circuito de la fuente, cuando en realidad fue un accidente externo a la misma causado por una falla o descuido en la construcción o diseño del montaje de los transistores.

 

Los encapsulados casi universalmente adoptados para los transistores de potencia de las fuentes, son los metálicos TO-3. La posibilidad de fijarlos con dos tornillos asegura un excelente contacto mecánico y su consiguiente transferencia térmica. Son muy sólidos y la única desventaja que presentan es que deben ser instalados con sus terminales atravesando el disipador, lo cual deja pocas alternativas a la hora de disponerlos en el gabinete.

            También se pueden ver ocasionalmente, los SOT-93, TO-218, TO-247, TO-264 o similares, los cuales personalmente he usado con buenos resultados, aunque hay obvias desventajas respecto de los metálicos. Las mismas son la superficie de contacto con el disipador menor, la propia superficie menor y un material de encapsulado de menor transferencia térmica. Hay que cuidar que al fijarlos queden perfectamente paralelos a la superficie del disipador, ya que la sencillez de poder fijarlos con  un solo tornillo, puede provocar fallos o contacto mecánico parcial.  Los terminales son también de menor rigidez que los del encapsulado TO-3, por lo que se deben tratar con más cuidado.

             Este tipo de encapsulado también tiene sus ventajas, y son, como se mencionó, la sencillez de fijación con solo un tornillo, la posibilidad de montaje tanto en plaquetas de circuito impreso como sobre disipadores, no necesitan un plantillado de perforaciones en caso de instalarlos sobre éstos, y también pueden autosoportar disipadores individuales.

           Lamentablemente no encontré literatura que defina la nomenclatura de cada encapsulado, y algunas aparecen mencionadas genéricamente en varios tipos. Las diferencias son en gran parte por aplicación de nuevos diseños y no influyen demasiado en el montaje.

 

             Los reguladores monolíticos, pueden venir en diferentes formatos, desde el TO-92,  como los transistores más pequeños, el TO-220 o incluso el TO-3, pero el más común es el TO-220. Dependiendo del circuito, puede prescindirse de montarlos en un disipador

 


Disipadores

Que tamaño debe tener el disipador ?   

            Depende de muchos factores, la forma, el grosor, las aletas, el lugar donde esté montado, etc. Hay tablas que indican cuánto disipa cada forma de disipador, pero particularmente me resulta difícil utilizarlas. De cualquier manera, hay varias reglas simples a seguir y con la observación de alguna fuente comercial de similar potencia se tendrá una idea aproximada del tema.

            Salvo el caso de que se cuente con una ventilación forzada, los disipadores deben montarse con las aletas verticales, para favorecer así la liberación de temperatura que naturalmente asciende.

            Es habitual que los disipadores se coloquen en la parte posterior del gabinete del lado externo. Cuando los disipadores se colocan en el interior del gabinete, es imprescindible colocar un ventilador que realice la tarea de sacar el calor hacia afuera del mismo, como así también se debe contar con las aberturas que permitan la entrada de aire fresco para que se produzca una corriente en el interior.

             La ventilación forzada de los disipadores es muy recomendable, teniendo en cuenta el mínimo costo y consumo de los ventiladores. Los ventiladores pueden funcionar permanentemente mientras la fuente esté encendida; a mi forma de ver, no tiene mucho sentido prever un sensor de temperatura para encenderlos cuando tome temperatura el disipador, es preferible que todo trabaje lo más frío posible desde el principio. Personalmente he logrado reducir mucho el tamaño de los disipadores aplicando ventilación forzada permanente;  De hecho, el concepto no es nada nuevo, es lo que se aplica en las computadoras, y sus sistemas pueden funcionar ininterrumpidamente durante mucho más de lo que se usa una fuente de comunicaciones.

            Como recomendación final al tema, y aplicando algo que yo mismo hago :  luego de terminado el prototipo de la fuente, úsela durante algunos minutos en su régimen de trabajo y toque los disipadores; la temperatura no debería hacer que retire los dedos del mismo; si no la soporta, busque la manera de aplicar ventiladores o agregue disipadores.

 

           Un ejemplo de utilización de componentes disponibles y materiales de recupero de desarmes. En este caso, transistores 2N3055 con encapsulado tipo TO-247, los cuales necesitaron conectarse con chicotes para poder ser montados en los disipadores. Estos últimos, a su vez, fueron recuperados de desarmes de otros equipos, y se adaptaron para este nuevo uso.  Nótese la forma caprichosa de los disipadores

 

         En esta fuente, se utilizó el concepto de usar el gabinete como extensión de los disipadores, ya que los mismos se instalaron en el interior. Para ello, se buscó de aplicar una superficie razonable en contacto con el gabinete y reforzó la sujección mecánica entre ambos.


Para más corriente, más transistores y listo ?

          Construir una fuente con capacidad de corriente mayor que lo habitual en nuestro uso (de 25 a 30 amperes) requiere agregar a la etapa de potencia, más transistores de paso, pero no todo termina allí.

           Controlar los transistores con otro transistor, ya sea en Darlington o montajes similares, tiene un límite. No se puede controlar una docena de 2N3055 con un solo driver. Muchos circuitos son mal adaptados a trabajar con mayor amperaje con el solo agregado de transistores de paso, cuando éstos en realidad, no tienen demasiada ganancia y necesitan una corriente apreciable para conducir. El típico 7812 que puede entregar 1 Amper, es insuficiente si se necesita controlar 6 transistores de potencia.

            En algunos casos, es posible reemplazar el regulador por otro de mayor capacidad. Un 7805 se puede reemplazar por un LM350 con una capacidad de hasta 3 amperes de salida; pero también hay que tener en cuenta de montarlo en un disipador ya que todo manejo de potencia genera calor, y a mayor trabajo, mayor calor se genera.


El problema al encender la fuente

            Al encender una fuente de alimentación, el/los capacitores que se encuentran descargados, presentan un verdadero cortocircuito por unos breves milisegundos que tardan en cargarse. En ese momento, lo único que se opone a la circulación de corriente es la resistencia interna del transformador; pero si éste es de buena calidad, o su capacidad de corriente es alta, su resistencia interna será muy baja y el pico de corriente altísimo. En esas circunstancias y aún cuando estén lo suficientemente sobredimensionados, los diodos rectificadores suelen quemarse, ya sea abriéndose o poniéndose en cortocircuito.

 

           Para solucionar este problema se recurre a un circuito que restringe la corriente del primario para cargar los capacitores lentamente. El funcionamiento del circuito es simple, al primario del transformador se le conecta un resistor en serie que limita la corriente que circula cuando el interruptor es accionado. De esta forma, la corriente inducida al secundario es menor, cargando los capacitores más lentamente; una vez que éstos llegan a la tensión necesaria para excitar la bobina del relé, se cortocircuita el resistor del primario, que queda funcionando sin atenuación. Los contactos del relé, deben tener la capacidad de corriente que circule por el primario del trafo.

              El valor del resistor de atenuación debe elegirse de acuerdo a la potencia del trafo, de preferencia de alambre, ya que disipará bastante potencia, aunque por un breve instante. 


Instalación de Instrumentos en las Fuentes

La colocación de amperímetros y voltímetros en las fuentes resulta de utilidad para el control del consumo de los equipos y comprobar el correcto funcionamiento de la fuente.
La colocación de instrumentos específicos es simple, aunque a veces muy onerosa, pero se puede recurrir a instrumentos de bajo costo, de rezago, o los que vienen provistos en los multímetros de aguja económicos (generalmente de origen chino), con lo cual se puede contar con una buena referencia sin desembolsar tanto dinero o directamente sin costo.

 

            Las indicaciones a continuación, se refieren básicamente al empleo de los instrumentos que se pueden obtener de los multimetros, ya sea que los mismos estén dañados o descartados por fallas, o bien que directamente se destine un elemento funcionando para utilizar solamente el instrumento de aguja, dado que su costo es casi siempre menor que uno específico. Estos instrumentos son generalmente miliamperímetros de buena sensibilidad y con las correspondientes resistencias y presets asociados servirán para casi todos los usos que se desee emplearlos.

 

             En cualquier caso, se deberá separar el cuadrante (casi siempre es necesario cortar o aserrar el cuerpo del multímetro) y verificar que la bobina móvil funcione, retirando también todos los elementos asociados, resistencias, capacitores y diodos que corresponden a las escalas de medición.
              La bobina del instrumento, tiene los terminales en la parte posterior del mismo, generalmente individualizados como (+) y (-) o pintados de rojo y negro. En cualquiera de los casos, o aún si faltara dicha indicación, hay que verificar con otro multímetro, en la escala de Ohms de menor graduación la polaridad de la bobina y su funcionamiento.


Instalación de Voltímetros

              Instalar un instrumento (en nuestro caso un miliamperímetro) para utilizarlo como voltímetro, es sencillo. Siendo el miliamperímetro un instrumento muy sensible, se deberá excitar con una tensión muy baja, proporcional a la tensión medida y resultante de un divisor resistivo, éste se basa simplemente en un preset o potenciómetro cuyo cursor será el encargado de tomar la tensión de referencia que excite el miliamperímetro.

             Se debe conectar a los terminales positivo y negativo de la fuente, los extremos de un preset de por lo menos 5000 Ohms, y conectar el cursor del mismo al terminal positivo del miliamperímetro; el terminal negativo se conectará a masa o negativo.

               La calibración, en una fuente típica de 13,8 Volts, se puede hacer a fondo de escala o algo menos, o bien, si el cuadrante está tarado en alguna escala conveniente, hacer coincidir la misma con la lectura. Si la fuente es de tensión variable, donde el voltímetro cumple una función aún más importante que la simple comprobación de la tensión aproximada o si se producen caídas de tensión por consumo, deberá considerarse la máxima tensión disponible en la fuente para que no supere el tope de la escala o deflexión de la aguja.

              Para calibrar o tarar el instrumento, en cualquiera de las opciones, se deberá controlar la tensión de la fuente con un instrumento fiable, y luego moviendo el cursor del preset, desde la posición de menor lectura (cursor a masa) hasta llegar a la marca del cuadrante elegida.        

              Puede ocurrir que la sensibilidad del instrumento sea demasiado alta y que ante la menor variación del preset, la lectura salga de la escala; en esos casos, deberá agregarse un resistor en serie con el preset, en el extremo que conecta al positivo, y de un valor algunas veces mayor a aquel. Cuanto más sensible sea el miliamperímetro, mayor valor deberá tener el resistor, como guía, 5 a 10 veces el valor es lo habitual. 

              En el circuito precedente, se muestra la forma de adaptar un miliamperímetro para usarlo como voltímetro en una fuente típica.


Instalación de Amperímetros

           Para instalar el instrumento como amperímetro hay varias opciones, de acuerdo a la sensibilidad del miliamperímetro disponible.

Amperímetros con Shunt

            Habitualmente, los amperímetros de lectura directa, calibrados para una determinada escala de corriente, vienen provistos de un "shunt", basado en un puente de alambre grueso de una medida muy específica, y se conectan en serie con la salida positiva de la fuente. La corriente pasa por el shunt y la pequeña caída de tensión en éste provoca que algo de corriente se derive a la bobina del instrumento, moviendo la aguja proporcionalmente a esa corriente.

              Si queremos utilizar el miliamperímetro de rezago para nuestros fines, podemos aplicar ese concepto, colocando entre los terminales de la bobina móvil, un shunt de alambre de cobre, y conectando el amperímetro en serie con la salida de la fuente. El problema en este caso es que se hace difícil calibrar la escala del instrumento, ya que para lograr mayor deflección de la aguja se deberá alargar el alambre del shunt, o acortarlo en caso de que se requiera limitarla. y las variaciones de pocos milímetros influyen notablemente.

           Como aclaré, no es la variante más cómoda ni fácil de instalar, pero responde a la configuración más ortodoxa y que mide realmente la corriente que entrega la fuente.


Amperímetros sobre resistores de ecualización

              Otra opción simple para medir medir la corriente que entrega la fuente es medir la tensión presente sobre alguno de los resistores de ecualización de los transistores de salida. Esto, si bien no es absolutamente preciso, es bastante aproximado y para el uso amateur es más que suficiente; de hecho, el sistema es empleado en algunas fuentes comerciales.

               Se deberá colocar un potenciómetro de unos 1000 Ohms en serie con la bobina móvil del instrumento, para poder ajustar la deflección de la aguja a la escala que se disponga, comparándola con la corriente real que está entregando la fuente con otro instrumento calibrado o un multímetro.


Instalación de dos Instrumentos Amperímetro y Voltímetro

            Si bien se explicó por separado la forma de conectar un instrumento en cada una de las funciones, es posible incluir 2 instrumentos en la misma fuente con lo que se puede disponer de ambas lecturas de referencia en forma simultanea.

            Otra posibilidad, si se dispone de sólo un instrumento, o el espacio no es suficiente para dos, es utilizar el mismo para ambas funciones, conmutando las mismas por medio de una llave selectora

            En las fotos debajo, un ejemplo de la utilización de un instrumento en esta configuración, en una fuente construida por Ricardo LU9DA. La llave debajo del instrumento conmuta las funciones de Amperímetro y voltímetro.

            El instrumento de panel, fue extraído de un multímetro de origen chino, de los mencionados al principio de la nota.

 

        Como detalle de lujo, Ricardo le aplicó una máscara, impresa con computadora con las escalas correspondientes a las regulaciones preseteadas.lo cual le dá, además de un aspecto mas profesional a la estética del equipo, una utilidad mas eficiente a la hora de controlar los parámetros de tensión y consumo de la fuente. 


 

 

 

 

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