Fuente Alimentación Variable

Objetivo
Diseñar y construir una fuente de alimentación de DC regulada con dos tipos de salida: a) 5V a 500 mA y b) 1.2 a 30 V a 3 A.

Marco Teórico
Primeramente se debe de hablar de los semiconductores. Un material semiconductor es aquel que se comporta como un conductor o un aislante dependiendo se cierto factores (distintos para cada material). Ejemplos de estos factores pueden ser latemperatura, presión, campo eléctrico y magnético y la radiación a la que se encuentra expuesto.
Para comprender mejor a los materiales semiconductores se hace énfasis en el término de “bandas” que hace referencia a una cierta zona donde ocurren diversos fenómenos. En un semiconductor podemos hablar de las bandas de conducción y de valencia las cuales en conjunto ayudan a entender cómo se comportanlos electrones en un cierto material. La primera nos indica los electrones libres que existen en un elemento y con los cuales este puede liberar y reaccionar, mientras que la segunda nos indica cuantos electrones permanecen en la última órbita del núcleo y le dan cierta caracterización a las propiedades del átomo en cuestión.
Ahora, retomando los materiales semiconductores, podemos decir quegeneralmente vienen de materiales puros o también llamados intrínsecos; los materiales que en un nivel atómico poseen impurezas nulas. Para lograr las propiedades de materiales semiconductores, se procede a un dopaje o inyección de elementos que le proporcionan al material en cuestión las propiedades de semiconductor que se requieren.
Para construir una fuente de alimentación en corriente directa(DC) se habla de cuatro pasos principales:
* Rectificación
* Filtrado
* Regulado
* Acoplamiento

Rectificación: Para explicar este paso, podemos hablar de los diodos semiconductores. Los cuales son componentes que poseen un dopaje del tipo NP, que se caracteriza por tener en una zona cargas negativas predominantes y en la zona contraria cargas positivas predominantes. Al polarizarseen forma directa, permite un flujo de electrones y por ende la corriente fluye a través del dispositivo.
El primer paso de una fuente de alimentación es el uso de un transformador, el cual no es más que un bobinado o devanado el cual se encarga de disminuir o incrementar un voltaje a cambio de afectar a la corriente en una proporción similar e inversa. Luego pasar a través del transformador, lacorriente llega a nuestro diodo semiconductor. El trabajo del diodo o en este caso, un puente de diodos es eliminar la semionda negativa que está presente en la corriente alterna (AC) al impedir el paso de la corriente cuando el dispositivo de polariza de manera inversa (fenómeno que ocurre en la semionda negativa).
Filtrado: El filtrado consiste en colocar un capacitor en nuestro circuito, enseguida del diodo o diodos rectificadores. Esta etapa en el circuito es muy sencilla de entender. La función del capacitor es simplemente impedir que el semi-ciclo positivo que permanece luego de los diodos se descargue de manera inmediata. Esto produce un efecto que se conoce como: “Rizado”, el cual no es más que una aproximación más fiel a un voltaje DC ya que las ondas que existían en lacorriente AC ahora poseen una caída de voltaje menor.
Regulado: Este paso es cuento nuestro circuito lleva la corriente a través de un circuito integrado llamado, regulador de voltaje. Lo que hace un regulador de voltaje es básicamente tomar el voltaje y llevarlo a una cierta cantidad que es la que tenemos interés en obtener, de acuerdo al problema o necesidad en cuestión.
Acoplamiento: Finalmente estepaso sucede antes y después del regulado, y básicamente es usar dos capacitores, de valores muy inferiores al usado para el filtrado, con objeto de eliminar las impurezas o el ruido de nuestro voltaje, antes y después de la etapa de regulado. Esto sirve para que el voltaje proporcionado por la fuente de acople de manera más sutil y limpia al circuito que busquemos alimentar.
La explicación...