TIRISTORES

Son similares a los diodos actúan como interruptores que una vez cerrada por un dispositivos de señales de control sólo se puede abrir con una llave.
SCR (Silicon Controlled Rectificier)
El acrónimo de rectificador controlado de silicio (Silicon Controlled Rectificier). Es un impulso de diodo controlado aplicado sobre el gatillo (puerta).

Tipo	VDRM	VTM	VGT	IGT	DV / DT	Es H	ITM
2N2573	025V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N4167	025V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4183	025V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N5060	030V	1,7V	0.8V	0,2 mA	30V / us	5 mA	1.2A
2N3670	40V	1,1V	0,68V	7 mA	100V / nos	20 mA	25A
2N2574	050V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N6400	050V	1,7V	5 mV	4 mA	50V / us	6 mA	32A
2N6394	050V	1,7V	0.7V	4 mA	50V / us	6 mA	24A
2N5168	050V	1.5V	1.5V	40 mA	50V / us	50 mA	20A
2N4168	050V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	50 mA	15.7a
2N4441	050V	1W	0,75V	Z mA	50V / us	6 mA	5A
2N4184	050V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N5061	060V	1,7V	0.8V	0,2 mA	30V / us	5 mA	1.2A
2N3870	100V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N3896	100V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N2575	100V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N6401	100V	1,7V	5 mV	4 mA	50V / us	6 mA	32A
2N6395	100V	1,7V	0.7V	4 mA	50V / us	6 mA	24A
2N6171	100V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N5062	100V	1,7V	0.8V	0,2 mA	30V / us	5 mA	1.2A
2N4185	100V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N6167	100V	1.5V	0,63V	2,1 mA	50V / us	3,5 mA	41A
2N4169	100V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N3668	100V	1,1V	0,68V	7 mA	100V / nos	20 mA	25A
2N5063	150V	1,7V	0.8V	0,2 mA	30V / us	5 mA	1.2A
2N3897	200V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N3871	200V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N3669	200V	1,1V	0,68V	7 mA	100V / nos	20 mA	25A
2N2576	200V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N6402	200V	1,7V	5 mV	4 mA	50V / us	6 mA	32A
2N6396	200V	1,7V	0.7V	4 mA	50V / us	6 mA	24A
2N6172	200V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N6168	200V	1.5V	0,63V	2,1 mA	50V / us	3,5 mA	41A
2N5169	200V	1.5V	1.5V	40 mA	50V / us	50 mA	20A
2N5064	200V	1,7V	0.8V	0,2 mA	30V / us	5 mA	1.2A
2N4186	200V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4170	200V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4442	200V	1W	0,75V	07 mA	50V / us	6 mA	5A
2N2577	300V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N4187	300V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4171	300V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4199	300V	2,6V	1.5V	50 mA	250 V / us	3 mA	5A
2N3898	400V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N3872	400V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N2578	400V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N6403	400V	1,7V	5 mV	4 mA	50V / us	6 mA	32A
2N6397	400V	1,7V	0.7V	4 mA	50V / us	6 mA	24A
2N6173	400V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N6169	400V	1.5V	0,63V	2,1 mA	50V / us	3,5 mA	41A
2N5170	400V	1.5V	1.5V	40 mA	50V / us	50 mA	20A
2N4188	400V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4200	400V	2,6V	1.5V	50 mA	250 V / us	3 mA	5A
2N4172	400V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4445	400V	1W	0,75V	07 mA	50V / us	6 mA	5A
2N2577	500V	1,1V	0.7V	40 mA	30V / us	10 mA	20A
2N4189	500V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4201	500V	2,6V	1.5V	50 mA	250 V / us	3 mA	5A
2N4173	500V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N3899	600V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N3873	600V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N6404	600V	1,7V	5 mV	4 mA	50V / us	6 mA	32A
2N6398	600V	1,7V	0.7V	4 mA	50V / us	6 mA	24A
2N6174	600V	1.5V	0,69V	4 mA	50V / us	5,2 mA	69A
2N6170	600V	1.5V	0,63V	2,1 mA	50V / us	3,5 mA	41A
2N5171	600V	1.5V	1.5V	40 mA	50V / us	50 mA	20A
2N4190	600V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4202	600V	2,6V	1.5V	50 mA	250 V / us	3 mA	5A
2N4174	600V	1.4V	0,75V	10 mA	50V / us	10 mA	15.7a
2N4444	600V	1W	0,75V	07 mA	50V / us	6 mA	5A
2N4203	700V	2,6V	1.5V	50 mA	250 V / us	3 mA	5A
2N6405	800V	1,7V	5 mV	4 mA	50V / us	6 mA	32A
2N6399	800V	1,7V	0.7V	4 mA	50V / us	6 mA	24A
2N4204	800V	2,6V	1.5V	50 mA	250 V / us	3 mA	5A

MST: Pico de corriente de estado
Actual entre el ánodo y el cátodo antes de disparar la base para la mayoría de los SCR es 10uA.

VDRM: tensión de disrupción Forward
Tensión directa es la tensión máxima de bloqueo entre el ánodo y el cátodo si se supera este límite sin disparar el SCR lleva a cabo.

VTM: pico de la tensión de estado
Tensión entre el ánodo y el cátodo después del disparo.

ITM: corriente directa en wich VTM se mide
Continua con el que se midió VTM.

DV / DT: Tasa critica levantar
Indica el número de microsegundos por V el voltaje entre el ánodo y el cátodo puede aumentar, si se excede puede disparar el SCR.

Tensión de disparo Puerta: VGT
Voltaje de disparo colocado entre la puerta y el cátodo, esta tensión es positiva.

Corriente de disparo Puerta: IGT
Puerta dispado actual mínimo.

I _H: Corriente de retención
La corriente mínima entre el ánodo y el cátodo del SCR mantener después el gatillo.

I _L: actual enclavamiento
La corriente mínima entre el ánodo y el cátodo que desencadena la SCR, esta corriente provoca la SCR es sólo ouver Corriente de disparo de la corriente de puerta se apaga el SCR se apaga (este parámetro también sirve para TRIAC).

Paquete: Paquete: A 92B, A 126 y A 220.

Prueba de SCR con óhmetro

Terminales	Resistencia
ánodo - cátodo	Alto
ánodo - gate	Alto
puerta - cátodo	D - I bajo - alto

D = Directo invierto =

SCS (interruptor controlado de silicio)
Es similar a SCR pero con dos terminales de disparo y se puede utilizar uno de dos uno está disparando pulsos de negativo y positivo para cualquiera.

Foto - SCR
Si nos exponemos la unión PN central del pestillo ideales luz a través de una ventana y la lente, esta se comporta como un fotodiodo, que proporciona corriente de base al transistor NPN y disparar el SCR. Esto permite aislar el circuito de disparo realizado por un LED, el circuito de potencia.

GTO (Puerta Turn Off)
Todos los tiristores sólo se apagan cuando la corriente cae por debajo de la corriente de mantenimiento, lo que requiere la parada circuitos especiales en ciertos casos. El GTO permite el gatillo de cierre de pulso negativo de gran intensidad, de ahí el nombre (Puerta de apagado, fuera del gatillo).

SUS - Silicon Interruptor Unilateral
El conmutador unilateral de silicio se compone de una especie de SCR que tiene un voltaje de activación establecido por el diodo zener.

SBS - Silicon Bilateral Switch
Igual al SUS, sin embargo lleva en ambos lados.

QUADRAC
Uno tiene la misma diac encapsulación y un triac.

Diodo de cuatro capas
Es una avalancha tiristor se dispare a voltajes de decenas de V. sus dos extremos son el cátodo y el ánodo, sin gatillo. Se utiliza en la generación de osciladores de reloj y vio SCR-diente.


DIAC (diodo bidireccional)

El diac es un dispositivo bidireccional que está impulsando en ambos lados puede ser utilizado en tensiones alternas de corriente y su funcionamiento puede ser entendido como un interruptor que se cierra cuando se supera su tensión de ruptura (VS).

Tipo	VS	VTM	ITM	Es H
1N57558	20V	3V	2A	El 1:10 -18
1N57559	24V	3V	2A	El 1:10 -18
1N57560	28V	5V	2A	El 1:10 -18
1N57561	32V	5V	2A	El 1:10 -18
1N5758	20V	3V	2A	El 1:10 -18
1N57589	24V	3V	2A	El 1:10 -18
ECG6407	28V	1.5V	1A	02:10 A -3
ECG6408	32V	1.5V	1A	02:10 A -3
ECG6411	40V	1.5V	1A	02:10 A -3
ECG6412	63V	1.5V	1A	02:10 A -3

I _H: Corriente de retención
Corriente mínima entre el mantenimiento de terminales DIAC conectado.

VS: Tensión de conmutación
Tensión entre unidad componenete toma de terminales o ejecutarse como un interruptor cerrado.

VTM: pico de la tensión de estado
Tensión entre los terminales después de haber sido aplicado a VS

ITM: corriente directa en wich VTM se mide
Continua con el que se midió VTM, también sería la corriente máxima que soporta el componente.

TRIAC (triodo para corriente alterna)
Esto es equivalente a la SCR sólo lleva a cabo a ambos lados de la corriente de puerta cuando se aplica.

Tipo	VDRM	VTM	VGT	IGT	DV / DT	Es H	ITM
2N5444	200V	1.65V	2W	70 mA	50V / us	70 mA	56A
2N5445	400V	1.65V	2W	70 mA	50V / us	70 mA	56A
2N5446	600V	1.65V	2W	70 mA	50V / us	70 mA	56A
2N5567	200V	1.3V	2.5V	25 mA	150 V / us	30 mA	14.2a
2N5568	400V	1.3V	2.5V	25 mA	150 V / us	30 mA	14.2a
2N5571	200V	1.3V	2.5V	50 mA	150 V / us	75 mA	21A
2N5572	400V	1.3V	2.5V	50 mA	100V / nos	75 mA	21A
2N6145	200V	1.3V	2.5V	50 mA	150 V / us	75 mA	21A
2N6146	400V	1.3V	2.5V	50 mA	100V / nos	75 mA	21A
2N6147	600V	1.3V	2.5V	50 mA	75 V / us	75 mA	21A

Parámetros de tiristores
Esta tabla fue originalmente publicado en la revista New Electrónica numero 55 septiembre de 1981.
Para ver esta tabla en su totalidad ver la revista.
P _G: disipación de energía a través de la puerta
P _{G (AV): La} disipación de potencia media a través de la puerta
_GM P: pico de la disipación de energía a través de la puerta
_El T: Temperatura del aire libre
_Tc: temperatura de encapsulación
_T T: Temperatura de la unión
R: Resistencia térmica
R _JA: Resistencia térmica de Unión a ambiente
_JC R: Resistencia térmica de la salida con la encapsulación
R _CA: Resistencia térmica del paquete con el medio ambiente
V _BO: avalancha de tensión estática
V _BR: estática tensión de ruptura inversa
_D V _(RMS): efeicaz La tensión en la corte
V _D: tensión continua en los tribunales
V _{D (AV):} tensión media en la corte
V _DM: Tensión de cresta en la corte
_DRM V: tensión de pico repetitiva en la corte
_DWM V: corte de trabajo pico de tensión
V _G: puerta de tensión estática
V _{G (AV):} Voltaje puerto de medios
_GM G: puerta Tensión de cresta
V _DG: tensión estática no desencadenar puerto
_GDM V: puerto pico de tensión no desencadenar
_R V _(RMS): efeicaz revertir tensión
V _R: tensión inversa estática
V _RM: tensión inversa pico
V _T: saturación efeicaz tensión

Tester SCR y TRIAC
Supongamos que la llave en la HH +, un SCR colocado en el circuito. Sin presionar el botón (b) el SCR permanece en reposo y la lámpara permanece apagada. Al pulsar el botón desencadena la SCR, entrando conducción entre A y K encender la lámpara y mantener incluso después de que suelte el botón.
Si no pulsa el botón ya encendió la lámpara, el SCR en este corto. Si pulsamos el botón de la lámpara no se enciende el SCR esta parado. Si pulsamos el botón de la luz se enciende y se apaga cuando se suelta, se tiene:
A) El SCR no disparar este (por defecto)
B) El mantenimiento actual no está logrando
Esta segunda posibilidad puede ocurrir en alta SCR de potencia.
Para probar triac, sólo te pone en el circuito, poner la llave en la HH + y repita la prueba SCR. Invierta el interruptor de HH y repita la prueba.

Comentarios
Tenga en cuenta que mediante la realización de un solo sentido SCR utiliza la HH sólo en una posición clave. Sin embargo, como el triac conduce ambos lados tiene que cambiar la polaridad, probando el (+) y (-)

Tester DIAC
La lámpara se enciende sólo cuando se supera la tensión de ruptura del diac.

Tipo	Número	Parámetros
SCR	TIC 44	030V x 0.6A
SCR	TIC 45	060V x 0.6A
SCR	TIC 46	100V x 0.6A
SCR	TIC 47	200V x 0.6A
SCR	TIC 48	300V x 0.6A
SCR	TIC 106A	100V x 005A
SCR	TIC 106B	200V x 005A
SCR	106C TIC	300V x 005A
SCR	TIC 106D	400V x 005A
SCR	TIC 106E	500V x 005A
SCR	TIC 106F	050V x 005A
SCR	TIC 106Y	030V x 005A
SCR	TIC 116A	100V x 008A
SCR	TIC 116B	200V x 008A
SCR	116C TIC	300V x 008A
SCR	TIC 116D	400V x 008A
SCR	TIC 116E	500V x 008A
SCR	TIC 116F	050V x 008A
SCR	TIC 116M	600V x 008A
SCR	TIC 126A	100V x 012A
SCR	TIC 126B	200V x 012A
SCR	126C TIC	300V x 012A
SCR	TIC 126D	400V x 012A
SCR	TIC 126E	500V x 012A
SCR	126f TIC	050V x 012A
SCR	TIC 126M	600V x 012A
TRIAC	TIC 206A	100V x 003A
TRIAC	TIC 206B	200V x 003A
TRIAC	206C TIC	300V x 003A
TRIAC	TIC 206D	400V x 003A
TRIAC	TIC 206E	500V x 003A
TRIAC	TIC 206M	600V x 003A
TRIAC	TIC 216A	100V x 006A
TRIAC	TIC 216B	200V x 006A
TRIAC	216C TIC	300V x 006A
TRIAC	TIC 216D	400V x 006A
TRIAC	TIC 216E	500V x 006A
TRIAC	TIC 216M	600V x 006A
TRIAC	216S TIC	700V x 006A
TRIAC	TIC 216N	800V x 006A
TRIAC	TIC 226A	100V x 008A
TRIAC	TIC 226B	200V x 008A
TRIAC	226C TIC	300V x 008A
TRIAC	TIC 226D	400V x 008A
TRIAC	TIC 226E	500V x 008A
TRIAC	TIC 226M	600V x 008A
TRIAC	TIC 236A	100V x 012A
TRIAC	TIC 236B	200V x 012A
TRIAC	236C TIC	300V x 012A
TRIAC	TIC 236D	400V x 012A
TRIAC	TIC 236E	500V x 012A
TRIAC	TIC 236M	600V x 012A
TRIAC	TIC 246A	100V x 016A
TRIAC	TIC 246B	200V x 016A
TRIAC	246C TIC	300V x 016A
TRIAC	246d TIC	400V x 016A
TRIAC	246e TIC	500V x 016A
TRIAC	TIC 246M	600V x 016A
TRIAC	TIC 253A	100V x 020A
TRIAC	TIC 253B	200V x 020A
TRIAC	253c TIC	300V x 020A
TRIAC	253d TIC	400V x 020A
TRIAC	TIC 253E	500V x 020A
TRIAC	TIC 253M	600V x 020A
TRIAC	TIC 263A	100V x 025A
TRIAC	TIC 263B	200V x 025A
TRIAC	263C TIC	300V x 025A
TRIAC	263d TIC	400V x 025A
TRIAC	TIC 263E	500V x 025A
TRIAC	TIC 263M	600V x 025A

Aviso
Tenga cuidado con el tamaño de los tiristores, recuerde que el voltaje máximo es de 180V en 127V y 220V es 311v.

Fuente de poder para laboratorio básico ( Principiantes )

Datos técnicos:

• Voltaje de entrada: 120VAC @ 50/60 Hz
• Consumo máximo: 75 VA
• Voltaje de Salida: 0 ~ 30 VDC variable continuo.
• Corriente de Salida: 15 mA ~ 2,1 A variable continuo.
• Lectura simultánea de Voltaje y Corriente de Salida.
• Dimensiones: L = 21,5 cm; W = 11,5 cm; H = 10 cm
• Peso: 1,8 Kg

Esta fuente de poder fue diseñada siguiendo las enseñanzas derivadas de las vicisitudes por las que atravesamos, tanto técnicos como diseñadores, al momento de emprender alguna tarea relacionada con nuestras experiencias y necesidades.

Todo comenzó con un KIT constituido por un pequeño PCB, unos cuantos diodos, un IC (LM723), un potenciómetro y algunos trozos de cable.

El ensamblaje fue todo un éxito. "FUNCIONÓ"

Esto ocurrió por allá, por 1974, si mal no recuerdo.

Luego comenzaron las preguntas:
¿Donde meto todo esto?, ¿Cómo hago para que no caliente el Transistor Bypass? y los problemas: ¿Cómo conectar la fuente al circuito que se quiere alimentar?, ¿Cómo fijo la tensión en 0,5 V (Esa no llegaba a cero)?, ¿Cómo leer la tensión y/o la corriente?.

Todas esas interrogantes se resolvieron en un lapso de cinco años, unos 5 prototipos entre los más simples y los más sofisticados y la aplicación y diseño de unos tres o cuatro circuitos de protección y control.

Ahora dejo aquí el resultado final de esas experiencias, con el fin de que otros, aficionados y técnicos de la electrónica puedan, no sólo ensamblar esta fuente, sino, además, sacarle buen provecho.

Descripción del sistema:

1. El mismo se compone de siete "Bloques":
   1. Transformador de aislamiento y cambios de tensión con dos secundarios.
   2. Dos rectificadores DC, uno para 38 VDC @ 2,5A y otro, para 26 VDC @ 0,2A
   3. Transistor Bypass de potencia disipado por el chassis del gabinete metálico (Al)
   4. Regulador de voltaje de precisión.
   5. Circuito de limitación y protección de sobrecarga.
   6. Circuito amperimétrico.
   7. Voltímetro.
2. El transformador TR1 provee el aislamiento galvánico de la red (Primario de 120VAC) y, a través de dos secundarios, las tensiones de 27VAC @ 2,5A y 18VAC @ 0,2A.
3. El rectificador (D1, D2, D3, D4) junto con el capacitor C1, entregan la componente DC de 38V necesaria para producir la tensión máxima de 30V @ 2A que será regulada mediante Q2, controlado por IC2.
4. El rectificador B1 junto a C2, entregan la componente DC de 26VDC @ 0,2A requeridos por IC2 e IC1 para controlar y proteger a Q2.
5. El integrado IC2 es un regulador de voltaje positivo de precisión, mediante el cual se suministra la tensión de control a Q2, manteniéndola estable por efecto del feedback proveniente desde +UB.
6. Q1 corta el suministro de tensión a Q2, en caso de sobrecarga y es gobernado por IC1B, que lee la caída de tensión generada por la carga sobre el cable Rojo de 14,5 cm entre el Emisor de Q2 y el borne de salida +UB.
7. La misma caída de tensión es leída por IC1C y, amplificada mueve el galvanómetro A para mostrar la corriente que circula por la fuente.
8. El galvanómetro V muestra la tensión de salida entre los bornes de la fuente.

Esta es la Placa Base (PCB) con el emplazamiento de los componentes:


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Diagrama Esquemático:


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Placa de PCB:


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Diagrama de cableado

Los elementos mostrados son puramente ilustrativos. Solo la placa de circuito impreso es fiel a la original empleada en la fuente FL-01.
Todos los elementos pueden ser sustituidos, siempre y cuando se mantengan sus especificaciones.

FL01 Listado de Componentes

Part : Value

• B1 : B250/C1500

• C1 : 2200 µF/40V
• C2 : 220 µF/40V
• C3 : 473 / 50V
• C4 : 103 / 50V
• C5 : 472 / 50V

• D1 : 1N5400
• D2 : 1N5400
• D3 : 1N5400
• D4 : 1N5400
• D5 : 1N4148
• D6 : 1N4148
• D7 : 1N4148
• D8 : 12V-1W Z-Diode
• D9 : 2.7V/.5W Z-Diode

• F1 : 1A Euro type 3mm FUSE - In panel fuse holder

• IC1 : LM324N OP AMP
• IC2 : L146CB Positive VOLTAGE REGULATOR - [ LM723 can be used ]

• KK1 : FK222 HEATSINK Botton of the alluminium case

• LED1 : Red LED 5MM

• M1 : AAM Analog Panel Ammeter - [ 130 µA to 1 mA / fs, can be used ]
• M2 : AVM Analog Panel VOLT-METER - [ 130 µA to 1 mA / fs, can be used ]

• P003 : 10K Trimmer POTENTIOMETER
• P004 : 10K Trimmer POTENTIOMETER

• Q1 : BD441 TO126AV NPN TRANSISTOR
• Q2 : MJ3001 TO3 NPN Darlington Transistor

• R1 : 12K 1/4 W Resistors
• R2 : 18K
• R3 : 1K
• R4 : 1K
• R5 : 3.3K
• R6 : 3.3K
• R7 : 2.7K
• R8 : 27K
• R9 : 1K
• R10 : 3.3K
• R11 : 1K
• R12 : 10K
• R13 : 270
• R14 : 3.3K
• R15 : 1.8K

• S1 : Pull-On Switch, part of VR1 Potentiometer

• TR1 : 70W Step-Down TRANSFORMER - Pri: 120VAC, Sec1 18VAC @ 0,2A = Sec2 27VAC @ 2,5A

• VR1 : 10K Lin + S1 Panel POTENTIOMETER - With Pull-On Switch
• VR2 : 250K Log Panel POTENTIOMETER

Completado el entorno básico: Presentación, fotografía, datos técnicos, diagramas lista de partes (Les sugiero que no compren nada antes de haber leído todo el contenido de este texto), les suministro unos cuantos detalles que considero serán útiles y conducentes al éxito de esta misión, y los cuales no se evidencian ni en diagramas ni en fotografías.

CABLE CRÍTICO

Le he dado ese nombre porque, de verdad, es el componente más CRÍTICO contenido en este dispositivo. Parece un simple cable y eso es cierto, "Es Un Simple Cable" pero, de él depende la magia del sistema de "Limitación de Corriente y del Sistema de protección".

Al comienzo de este proyecto pensé en utilizar un resistencia, tal cómo la pintan en todos los circuitos de fuentes de poder (Bueno... Casi Todos.). Pero las resistencias limitadoras o, las utilizadas como schunts amperimétricos, al ser atravesadas por corrientes elevadas, se calientan y, aún cuando no lleguen a quemarse, su resistencia se eleva por efecto del calor y comienza así una escalada térmica, casi infinita. Así que busqué una resistencia que no sufriera de calenturas y lo único que pude encontrar que cumpliera con esas característica, fue eso, UN ALAMBRE, o un cable, claro está. En el primer intento dibujé una pista calibrada en el PCB, de 0,008O, y eso se hizo para las primeras 100 fuentes. Luego pensé: para qué tanto lío, un cable también puede servir. Así que, sacando cuentas y verificando datos vi que la resistencia del cable AWG #22 es de 52.9392 O / Km. Por lo tanto, 1 m tendrá una resistencia de 0,05294 O y el "CABLE CRÍTICO" de 14,5 cm, tendrá una resistencia de 0,0077 O, aproximadamente. Un poquito menor de los 0,008 O calculados al comienzo.

Así que ese trozo de CABLE ROJO calibe 22 que parte de la patilla Emisor del Transistor Bypass, suministra al circuito su característica resistiva, más que la conductiva (El color ROJO es para seguir los convenios de definición acordados para marcar los conductores asignados al polo POSITIVO de las fuentes de energía eléctrica).

Sistema de protección y limitación de corriente de salida

De estas funciones se encargan 2 de los 4 OP-Amps. contenidos por IC1: LM324. Se utilizó este IC por la única razón de que, en stock, tenía un montón de ellos. Cualquier Op-Amp. de alimentación sencilla (Single Supply OP-Amp.), sólo, doble o cuádruple cómo en este caso, servirá para cumplir con este cometido. Sólo se debe tomar en cuenta que, con un IC de OP-Amp. único, se deberán utilizar dos piezas, mientras que, con ICs múltiples se utilizará sólo una pieza. Sugiero el uso del LS204, dual OP-Amp. en empaque DIL8, cómo alternativa.

Los dos Amplificadores Operacionales cumplen funciones similares. IC1c, lee la tensión generada por la corriente que atraviesa el Cable Crítico (Resistencia Amperimétrica) y, en configuración de amplificador, la eleva para mover la aguja del galvanómetro "A".

IC1b está configurado como Comparador de voltaje, con Vref. variable regulado por VR2, para poder limitar la corriente máxima entregada por la fuente a voluntad y en forma variable continua entre los 0,013 y los 2,0A.
En la sección "AJUSTES", será detallada la manera correspondiente para hacerlos.

Potenciómetros para regulación de Tensión y Corriente

VR1 debe ser un potenciómetro de variación lineal, de otra forma será muy incómodo ajustar ciertos voltajes.
VR2 en cambio, debe ser del tipo LOGARÍTMICO pues, sería incómodo ajustar ciertas corrientes.

Transistor By-Pass Q2

Se ha utilizado un transistor MJ3000/3001 que es un Darligton NPN bastante común, bipolar. El conocido 2N3055 también funciona pero, debido al bajo "hfe" (Beta) de este transistor, se eleva la corriente que debe entregar IC2, lo cual hace que este se caliente, pero sin llegar a temperaturas alarmantes. Preferí utilizar un darligton y, como ese estaba a la mano y en stock, ese cumplió con los requisitos: capacidad, existencia y disponibilidad inmediata.

Otros tipos pueden funcionar: A la discrecionalidad de quien desee experimentar con ello queda. No pregunten acerca del tema pues, no tengo respuestas.

Disipación de Calor

Para disipar el calor producido por los 80W "máximos" que se pueden generar en condiciones críticas (Ej: Corto Circuito Permanente directo en los bornes de salida), experimenté con diferentes tipos de disipadores disponibles en el mercado. Los que presentaron los mejores resultados eran de dimensiones grandes e igual de grandes sus costos. El criterio de selección empleado fue el de ergonomía de espacio, costo y funcionalidad: "Se debía instalar el dispositivo electrónico en un gabinete que facilitara el soporte de sus componentes, el control de las funciones, muestra de operatividad y lecturas (LED, Amperímetro y Voltímetro, Controles, Conectores); protección de los mismos y del operador, ubicación en bancos de trabajo, manipulación y solidez.".

En primera instancia y, por razones de costo y solidez, había decidido construir el gabinete con lámina de hierro pero, tomando en cuenta las dimensiones necesarias para el gabinete (caja) y las características de propagación térmica de los metales, me di cuenta que la superficie de la base del mismo, superaba con creces la de los disipadores de calor con los cuales se estaba experimentando y que, si aquellos eran de aluminio y el gabinete fuese del mismo metal, los resultados podrían ser muy favorables en cuanto al costo/beneficio esperado.

Así que, EL DISIPADOR de esta fuente de poder, está conformado por la base del gabinete, hecho en lámina de aluminio de 1,5 mm de espesor y cuyo desarrollo superficial es de 600 cm cuadrados aproximadamente. Esa superficie está pintada, por ambas caras, con esmalte sintético debido a que este tipo de pintura, facilita la distribución del calor disminuyendo considerablemente la resistencia térmica entre disipador y ambiente.

Instrumentos

Inicialmente, para la primera fuente que ensamble con el KIT, instalé Amperímetro y Voltímetro como el que se ve en la fotografía de la FL01 de la primera página. Es un VU-Meter doble al cual convertí la escala para adaptarlo a mis necesidades. Un prototipo intermedio fue construido con instrumentos separados, galvanómetros del tipo "Banda de Torsión" de 5" (12,5 cm) de dial, con escalas selectables y otros refinamientos. Este prototipo resultó ser muy costoso y, entre colaboradores, patrocinadores y mi persona, decidimos buscar una solución más económica.

Se eligió utilizar el mismo instrumento del primer prototipo. Este es un instrumento de bajo costo y resultó fácil de conseguir como Excedentes de producción. Sus galvanómetros son sensibles - 200 µA aprox. - y sólo se debe convertir la escala.
Si no se puede contar con uno de estos instrumentos, se puede utilizar cualquier instrumento < 1 mA f.s., tomando en cuenta las indicaciones siguientes:

Voltímetro: Voltímetro analógico para panel de 0~30VDC Se conecta en los nodos 13 (positivo) y 14 (negativo). No requiere ajustes y se puede prescindir de R2 y P004.

Amperímetro: Amperímetro analógico para panel de 0~2A - Este tipo de instrumentos básicamente son galvanómetros de 1 mA f.s., con una resistencia Shunt en paralelo a sus terminales. Si el SHUNT es externo (atornillado a los bornes de instrumento), simplemente se retira. Conectar el +(positivo) al nodo 7 y el -(negativo) al nodo 8.
Requiere ajuste que será descrito en la sección correspondiente.

Si se consigue un amperímetro de panel de 0~2A pude utilizarse directamente sustituyendo con él, el CABLE CRÍTICO. En este caso, se puede prescindir de R3, R4, P003 e IC1c.

Generalidades

Los datos aportados aquí delante son los únicos que pueden presentar cierta dificultad, sobre todo para los principiantes con niveles bajos de experiencia. Por lo demás, la circuitería es bastante simple y, utilizando los mismos componentes, placa de Circuito Impreso propuesta, junto al cuidado y observación de simples normas de ensamblaje y ajustes, terminará en un resultado exitoso con un buen equipo para soportar infinidad de proyectos y reparaciones.

Aquellos que tienen suficiente experiencia acumulada y, a su propio criterio, sabrán decidir respecto de cambios y/o modificas diferentes a las propuestas aquí, siempre a sus propias cuentas y riesgos.


Después de concluido el ensamblaje, sólo nos resta probar y hacer unos pocos ajustes:

Pruebas:

1. Si el voltímetro utilizado fuese uno estándar de 0~30V, podemos comenzar las pruebas sin otros particulares que observar.
   
   Si se ha utilizado un galvanómetro como el descrito aquí, convertido a voltímetro, lo primero que debemos hacer es conectar un multímetro analógico o digital a los bornes de salida de la fuente, fijado en una escala que supere los 30V.
   
   Conectar la fuente a la línea, poner el potenciómetro VR1 (control de voltaje) en la posición mínima (CCW), todo a la izquierda; el potenciómetro VR2 (control de corriente) a su posición máxima (CW), todo a la derecha.
   
   Encender la fuente un instante y apagar. En el lapso encendido y apagado se debe verificar que no deberían haber manifestaciones de ningún tipo: Ruido, humo, desplazamiento de instrumentos, etc.. Si no parece haber ninguna manifestación extraña, encendemos la fuente procediendo a incrementar VR1. A la mitad del recorrido ya se debería notar un desplazamiento de la aguja del voltímetro interno y del externo también. Desplazando VR1 al máximo de su recorrido, deberíamos tener una lectura cercana a los 30VDC en el voltímetro externo, por lo menos.
2. Una vez probado esto, pasamos a la siguiente prueba y esta será para verificar la corriente máxima que circulará por el dispositivo.
   
   Fijar la tensión de salida en unos 2V.
   
   Desconectar el multímetro externo y prepararlo cómo amperímetro, preferiblemente en la escala de 10A o, en todo caso, una escala superior a los 3 A.
   
   Fijar la punta negativa (-) al borne negativo (negro) de la fuente.
   
   Tocar brevemente el borne positivo (rojo) de la fuente con la punta positiva (+) del multímetro, notando el desplazamiento del instrumento M1 (AAM), amperímetro interno, tomando en cuenta su lectura.

Ajustes:

1. Para ajustar el voltímetro M2 (AVM), retomemos todo el proceso descrito en "Pruebas" 1.
   
   Fijamos los 30V en el multímetro y, mediante el trimmer P004 llevamos la aguja de M2 hasta el fondo escala del mismo. OJO: Este ajuste sólo es válido para instrumentos convertido, como el descrito en el diagrama original.
2. Ajuste del Amperímetro M1- OJO: Este ajuste sólo es válido para instrumentos convertido, como el descrito en el diagrama original. Retomemos todo el proceso descrito en "Pruebas" 2.
   
   Ahora conectamos el multímetro externo, en función de amperímetro y lo dejamos fijo con lectura de 2A. Si la lectura excede o no alcanza este nivel, se desconecta una punta del multímetro, se toma un cautín y, si la lectura es excedente (Va más allá de los 2A), se procede a alargar un poco el CABLE CRÍTICO, en el punto de contacto con el terminal del borne rojo. Si, la lectura no alcanza los 2A, la operación será inversa: se reducirá un poco el CABLE CRÍTICO.
   
   Ahora ajustaremos la lectura del Amperímetro Interno.
   Con lectura de 2A en el multímetro, se ajustará P003 hasta que la aguja alcance la línea de fondo escala en M1.
   Ahora se podrá comprobar el funcionamiento del limitador de corriente, mediante VR2.
   Con tensión de salida de 2V, conectar el multímetro en función amperios descrita antes, a los bornes de salida Debería marcar 2A como se indicó antes.
   Variar VR2 moviéndolo al contrario de la agujas del reloj (CCW). Se debería percibir un descenso de la corriente de salida, tanto en el multímetro, como en el Amperímtro interno. En la posición mínima del control, la corriente debería indicar 0,013 A, siempre y cuando se haga el ajuste con un multímetro digital.

Operación:

1. Ajuste de la tensión de salida:
   Mediante VR1 se llevará la aguja del Voltímetro hasta la tensión requerida.
2. Limitación de la corriente de salida:
   Fijada la tensión requerida, se cortocircuitan los borne de salida y se varía VR2 hasta que el amperímetro indique la máxima corriente que se desea que suministre la fuente. Se retira el cortocircuito y se aplica mediante cables al dispositivo que se desea alimentar. Ante cualquier eventualidad, la corriente no podrá superar la meta fijada.

En general, este dispositivo se opera a corriente máxima: VR2 a tope derecho (CW).



Interior


Parte trasera

El Circuirto:

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Reciclando y cargando baterías

Es fácil encontrar baterías estropeadas en teléfonos móviles, juguetes, videocámaras y muchos otros chismes de electrónica de consumo. Reciclarlas también es fácil cuando se conoce un poco sobre su funcionamiento.
Estos 3 teléfonos móviles (del año 2000) pueden servir muy bien como fuente de baterías para nuestros proyectos.

Después de abrir los paquetes de baterías comprobamos que cada uno contiene 4 células de NIMh de 650mAh. Abrir los paquetes es fácil, llevan unas pestañas que hace que enganchen las dos piezas de la carcasa, aunque la mayor parte llevan, además, pegamento. Cuidado de no perforar las baterías o hacer un cortocircuito al apalancar para abrirlas.
Ahora hay que comprobarlas a ver cuales están en buen estado. Para ello lo primero es cargarlas. Al ser de NIMh se cargan igual que las de NICA, a corriente constante. Podemos alimentarlas a 65 mA durante 12 horas (1/10 de la capacidad nominal) , aunque yo voy usar 325 mA durante 2 horas (1/2 de la capacidad nominal: 650mAh). En este último caso hay que acordarse de respetar el tiempo de carga para no sobrecargarlas. Para conseguirlo coloco una resistencia de 2,7 Ohmios en serie con la batería y en serie con un amperímetro y alimento con una tensión variable hasta conseguir los 325 mA. Conforme la batería se carga disminuye la corriente y hay que aumentar la tensión. Esto se soluciona con el cargador que propongo más adelante pero de momento sirve para probar las baterías. Si no es posible conseguir la corriente deseada con una tensión prudencial es que hay una célula en la serie que esta averiada (demasiada resistencia interna). En ese caso hay que intentar cargarlas una a una. La que no absorba corriente es la averiada. Se elimina de la serie y se continua con una célula menos en esta batería.

Una vez que se han cargado (una batería de NICA o NiMh tiene 1,42V recién cargada, en vacío) se conecta un voltímetro en paralelo con UNA de las células y se descarga con 1/5 de la corriente nominal. En el caso de 650 mA son 130mA que corresponde con una resistencia de 9,2 Ohmios (1,2V nominales / 0,130 A), podemos usar una de 10 Ohmios. La resistencia disipará (1,2 V * 0,130 A = 0,156 Watios), hay que dimensionarla de forma adecuada porque puede salir un valor alto de potencia y calentarse mucho con baterías de alta capacidad. Si la tensión se mantiene por encima de 1,2V más de un par de minutos la batería está bien (puede que envejecida, pero no averiada). Si la tensión cae rápidamente la baterías esta averiada, no ha aceptado la carga y hay que desecharla. Estas baterías hay que depositarlas en los contenedores adecuados, son muy contaminantes.
Estas pruebas son muy genéricas, pero sirven para aproximarnos al estado cada célula de las baterías. En mi caso están bien todas las células. Desmonto las 3 baterías de 4,8 V (4 células) y construyo dos de 7,2 V (6 células). En la foto pueden verse los materiales que voy a utilizar para construir un cargador para dos baterías, con dos modos de carga: rápida de 2 horas o lenta de 12 horas.

Este es el listado de materiales:
2 baterías de 7,2 V 650 mA recicladas.
2 conectores de 3 pines para las baterías.
Tubo termoretractil para sujetar las baterías. Pueden pegarse con pegamento térmico pero luego es más complicado desmontarlas si se avería una célula. No aconsejo cinta aislante porque se ablanda con el calor.
Cable y conector de 3 pines. Cada par es de un color distinto para distinguir las baterías. Uso un conector de 3 pines aunque solo hay 2 cables porque así no es posible conectar la batería al revés, importantísimo.
Alimentador de 12 V 700 mA CC reciclado de un switch ethernet roto.
Conector hembra, adecuado al macho del alimentador utilizado.
Radiador reciclado de un 486.
3 Tornillos de 3 mm.
2 separadores aislantes, en la foto no se ven las láminas de silicona.
2 reguladores LM317
Circuito impreso de islas pretaladrado.
2 Diodos 1N4007.
2 conmutadores de 1 circuito
Juego de resistencias. Depende de las corrientes de salida. En este caso 2 de 18 Ohmios para la salida de 65 mA y dos de 3,7 Ohmios para la de 325 mA (construidas con el paralelo de 3,9 y 100 Ohmios).
1 Resistencia de 1K y un led verde para un indicador de funcionamiento, no se ven en la foto.
Este es el esquema del cargador. En la posición A del conmutador se carga a 325 mA 2 horas y en la B a 65 mA 12 horas. Es posible cargar las 2 baterías a la vez, con la misma o distinta corriente. Cuando se usa el modo de carga rápida hay que acordarse de respetar el tiempo de carga, el circuito no lleva temporizador y tenemos que desconectar la batería nosotros mismos. En el modo de carga lenta a 1/10 de la corriente nominal no pasa nada si mantiene más de 12 horas.

Este cargador está basado en una nota de aplicación de National sobre el LM317. El regulador trata de mantener entre la pata ADJ (R) y Vout (S) una tensión de 1,25 V (en otros datasheet del LM317 dicen 1,20 V, depende de fabricantes). Si se usa el montaje de la foto en la resistencia siempre caen 1,25 V y la corriente de salida depende de la fórmula: Iout=1,25/R1 los límites de R1 dependen de la mínima y máxima corriente regulable por el LM317.
Las fórmulas usadas para los cálculos son:
Valor de la resistencia para una corriente dada: R = 1,25 V / Iout
Potencia disipada en la resistencia (1,25 V * Iout) Watios. Para 3,75 Ohmios (3,9 en paralelo con 100 Ohmios) 1,25 V * 0,333 A = 0,416 basta con una resistencia de 1/2 Watio. (Realmente al haber un paralelo de dos resistencias de distinto valor hay que hacerlo independiente para cada resistencia). Estos calculos solo dependen de la corriente de salida, son independientes de la tensión.
Potencia disipada en el regulador: caen (Vin – 1,25 V – Vout) Voltios, multiplicado por Iout salen los Watios. En el peor caso: batería descargada completamente Vout = 0 V sale: 12 V – 1,25 V – 0,7 V – 0 = 10,05V (hay un diodo en serie con la batería donde caen 0,7 V). Esta es la máxima tensión que entregará el circuito que lo limita a cargar baterías de menos de 10 V. Para otras baterías de mayor tensión hay que usar más de 12 V de alimentación y repetir los cálculos de potencia disipada en el regulador. La potencia es: 10.05 V * 0,333 A = 3,35 Watios. Con un pequeño radiador bastará. Conforme la batería se valla cargando Vout aumenta y la disipación disminuye.
Corriente en el LED verde 10 mA: sale una resistencia de 12 V – 2 V / 0,010 A = 1000 Ohmios. La caída de tensión en los LED verdes es de 2 V, en los rojos de 1,5 V.
Corriente máxima del alimentador = Iout1 + Iout2 + ILED = 0,333 A + 0,333 A + 0,01 A = 0,676 A. Bastará uno de 700 mA
Los 325 mA es el valor teórico que busco, se consiguen con 3,7 Ohmios, pero como uso un valor real de 3,75 Ohmios salen 333 mA. Hay que repetir los cálculos para 0,65 mA, salen unos valores de disipación tan bajos que con 1/4 de Watio de resistencia y el LM317 sin disipador funcionaría.

Este es el cargado terminado y cargando las dos baterías.

Esta es la cara de “pistas” (yo he usado cables) del cargador. Solo falta pegar una lámina de plástico para protegerlo de cortocircuitos.