Este artículo forma parte del libro Transmisores y Generadores de RF de Apollon Fanzeres de 1985 que reproducimos en su totalidad para descargar en este sitio, pues la parte teórica todavía es actual y algunos circuitos todavía pueden ser reproducidos con facilidad.
Qué debe hacer una fuente de alimentación
Una fuente de alimentación debe ser capaz de proporcionar la tensión o tensiones que se necesita para los varios circuitos, de manera estable y correcta. Es decir, si necesitamos 20 volts, la fuente debe proporcionarlos exactamente y también debe soportar el consumo (con buen margen) que el transmisor requiere. En los circuitos que vamos a suministrar además de algunas consideraciones de orden teórico, procuraremos dar a los lectores soluciones prácticas, de aplicación inmediata.
Transformadores
En las fuentes de alimentación, un componente importante es el transformador. En Brasil existen varias firmas que producen este material, como Wilkason, en San Pablo, Dylson Transformadores, en el Río, etc. Hay muchas otras firmas fabricantes de transformadores, que incluso fabrican bajo pedido, de acuerdo con la exigencia del cliente.
También el lector puede, teniendo práctica, enrollar su propio transformador. Lo que es importante es que el transformador sea bien dimensionado para poder funcionar, si es necesario, horas seguidas sin sobrecalentamiento. También debe tener una sección adecuada de hierro para tener una buena regulación, es decir, poder suministrar la corriente demandada sin muchas variaciones del valor de tensión. El lector debe tener en cuenta que si la tensión de alimentación sufre variaciones cuando se transmite, puede ocurrir variación de la frecuencia del oscilador, variación en la profundidad de modulación, etc. resultante en pésima señal.
Estabilización de la tensión
La estabilización de la tensión, suministrada por un transformador, puede obtenerse en el primario, con la utilización de un proceso de regulación automática, o en el secundario. En este caso, la estabilización puede ser después de que ocurra la rectificación o antes.
Cuando en el primario, se utiliza un núcleo saturable. Cuando la tensión aumenta en el primario y consecuentemente en el secundario, un tercer enrollamiento, sintonizado a la frecuencia de la red, satura el núcleo, produciendo la reducción de la tensión. Cuando la tensión en el primario decrece el proceso es inverso (figura 1). De este modo un transformador con núcleo saturable opera sin piezas móviles, siendo práctico, pero su costo es un poco elevado
Otra solución, mucho menos costosa y que puede ser aplicada en transformadores ya existentes, es del diodo Zener (figura 2).
Los voltajes también se pueden estabilizar después de rectificados, es decir, transformados en corriente continua. En la figura 3 tenemos un interesante circuito, publicado en el manual de International Rectifier Corp.
Además de estabilizar los diodos Zener actúan como rectificadores, en disposición puente.
Rectificación y Filtrado
La rectificación es el proceso de transformar la corriente alternativa en corriente continua, filtrada, apropiada para el uso. La rectificación puede ser efectuada por válvulas o semiconductores. Como existen todavía muchas válvulas rectificadoras, daremos un circuito que las utiliza, pero haremos más énfasis en los circuitos con diodos semiconductores.
En las figuras 4, 5 y 6 tenemos las tres disposiciones clásicas de rectificación con diodo semiconductor 1/2 onda; onda completa con derivación central y onda completa con disposición en puente. La disposición 1/2 onda es la menos costosa, pero la tensión es más difícil de filtrar y es baja, pues sólo se utilizan medios medios. En la disposición de la figura 5, de onda completa con derivación central, es necesario que el secundario del transformador posea una toma o derivación central. En la disposición puente se puede utilizar un transformador idéntico al de la figura 5; el filtrado, sin embargo, es más fácil y la tensión, más elevada.
El filtrado, después de la rectificación, es un elemento importantísimo. Sin un buen filtrado, los circuitos de radiofrecuencia (RF) y audiofrecuencia (AF) pueden presentar un rendimiento sufriente e incluso causar interferencias indeseables. Así, un cuidado especial debe ser dedicado a la rectificación y filtrado. La filtración más simple que hay, para una tensión de corriente alterna (c.a.) después de debidamente rectificada con un solo diodo, cuando presenta ondulaciones (figura 7) de 1/2 onda.
La función del filtrado será absorber parte de la tensión producida en el 1/2 ciclo de presencia, para restituir en el espacio siguiente, donde no habría tensión liberada por el diodo, ya que el medio ciclo sería de polaridad opuesta al anterior. Esta es la razón por la que en el pasado se denominaban estos condensadores de filtración de depósitos, pues guardaban o reservaban la energía eléctrica para después proveerla, cuando había deficiencia o falta en el siguiente ciclo siguiente.
Cuando se utiliza rectificación de onda completa, tenemos, como resultante de corriente continua, dos medios ciclos (figura 8.) Esto hace más fácil el filtrado desde el punto de vista capacidad y estabilidad.
Cuando, además del condensador de filtración se coloca un choque, es decir, un solenoide con núcleo de hierro silicio o material apropiado, el filtrado es más efectivo (figura 8). Si colocamos dos choques, mejor aún (figura 9). Pero aquí va una palabra de alerta:
Es necesario que los valores de inductancia y capacidad de los filtros sean correctos, de lo contrario puede ocurrir un fenómeno de resonancia con la frecuencia de las ondulaciones (60 y 120 Hz) y el efecto es contrario al deseado. Para evitar esto, se deben utilizar valores de inductancia en henry y de capacitancia en microfarads que sea al menos dos veces el valor de resonancia en 60 y 120 Hz (L X C = 1,77). Un valor que sea el doble de éste es adecuado. Si se utiliza un valor L X C muy alto, la resonancia tal vez ocurra en alguna sílaba de la palabra o en la manipulación en CW. Es recomendable la lectura de una obra especializada como el The Amateurs Handbood 1982 (p. 5-7), para mayores detalles de la construcción de fuentes rectificadoras y filtros.
En el capítulo destinado a montajes prácticos, se indicarán varias fuentes rectificadoras con filtro apropiado