Electronik

CAPÍTULO

Fuentes de alimentación
(reguladores de voltaje)

18
V.R.

18.1 INTRODUCCIÓN
El presente capítulo expone la operación de los circuitos construidos como fuentes de alimentación
mediante filtros, rectificadores y reguladores de voltaje. (Véase el capítulo 2 para una descripción
inicial de los circuitos rectificadores de diodos.) A partir de un voltaje de ac, se obtiene un voltaje
de dcestable mediante la rectificación del voltaje de ac, para luego filtrarlo a un nivel de dc y por
último, regularlo para obtener el voltaje de dc fijo deseado. La regulación, por lo general, se obtiene a partir de un CI regulador de voltaje, que toma un voltaje de dc y proporciona un voltaje de dc
un tanto menor, pero que permanece constante, incluso si el voltaje de dc de entrada varía o si la
cargade salida conectada al voltaje de dc cambia.
En la figura 18.1 se muestra un diagrama de bloques que contiene las partes de una fuente
de alimentación típica, así como la descripción del voltaje en los distintos puntos. El voltaje de
ac, por lo regular de 120 V rms, se conecta a un transformador, el cual lo disminuye hasta el
nivel deseado para la salida de dc. Luego, un rectificador de diodosproporciona un voltaje rectificado de onda completa que inicialmente se filtra mediante un filtro simple de capacitor para producir un voltaje de dc. Este voltaje de dc resultante, por lo general, cuenta con cierto rizo o variación de voltaje de ac. Un circuito regulador puede utilizar esta entrada de dc con el
objetivo de proporcionar un voltaje de dc que no sólo tiene un voltaje de rizo muchomenor, sino que también permanezca siendo el mismo voltaje de dc, incluso si el voltaje de dc de entrada varía de alguna forma o la carga conectada al voltaje de salida de dc cambia. Esta regulación de voltaje, por lo regular, se obtiene mediante alguno de los diversos CIs reguladores de
voltaje populares.

Figura 18.1 Diagrama de bloques que muestra las partes de una fuente de alimentación.

18.2CONSIDERACIONES GENERALES DE LOS FILTROS
Se requiere un circuito rectificador para convertir una señal que tenga un valor promedio cero
a otra señal que tenga un promedio distinto a cero. La salida resultante del rectificador será un
voltaje de dc pulsante, el cual todavía no es apropiado como un reemplazo de baterías. Tal vol-

859

V.R.

taje podría utilizarse, digamos, en un cargador de baterías,donde el voltaje promedio de dc es
lo suficientemente grande para proporcionar una corriente de carga a la batería. Para el caso de
fuentes de alimentación de dc, como las utilizadas en radio, sistemas de estéreo, computadoras,
etcétera, el voltaje de dc pulsante generado a partir de un rectificador, no sería lo suficientemente adecuado. Se requiere además un circuito de filtrado que proporcioneun voltaje de dc más
estable.

Filtro de regulación de voltaje y voltaje de rizo
Antes de llegar a los detalles de un circuito de filtro, sería apropiado considerar los métodos comunes para calificar circuitos de filtro de forma que sea posible comparar la eficacia de un circuito como filtro. La figura 18.2 muestra un voltaje típico de salida de un filtro, el cual se utilizará para definir algunosde los factores de señal. La salida filtrada de la figura 18.2 cuenta
con un valor de dc y cierta variación de ac (rizo). A pesar de que una batería cuenta con un voltaje de salida de dc prácticamente constante, el voltaje de dc derivado a partir de una señal fuente de ac mediante la rectificación y filtrado tendrá una cierta variación de ac (rizo). Mientras
más pequeña sea la variación de ac conrespecto al nivel de dc, mejor será el desempeño del
circuito de filtro.

Figura 18.2 Forma de onda
del filtro de voltaje que muestra los voltajes de dc y de rizo.

Considere la medición del voltaje de salida de un circuito de filtro mediante un voltímetro
de dc y un voltímetro de ac (rms). El voltímetro de dc únicamente tomará lectura del nivel promedio o de dc, del voltaje de salida. El...