Tema 22: FUENTE DC CON PROTECCIÓN ELECTRÓNICA E INDICADORES LED

 

FUENTE DC CON PROTECCIÓN ELECTRÓNICA E INDICADORES LED

El circuito está compuesto por estas etapas:

1. Transformador 220 V → 12 V

2. Rectificador de puente (D1–D4)

3. Filtro capacitivo (1000 µF + 100 µF)

4. Indicador de encendido (LED verde D6)

5. Etapa de regulación con transistores

6. Protección contra cortocircuito

7. Indicador de cortocircuito (LED rojo D5)

8. Salida hacia la carga

Vamos por partes:

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1. Transformador 220 V → 12 V

Reduce la tensión de red a un nivel seguro:

• Entrada: FASE y NEUTRO, 220 V AC

• Salida: 12 V AC

También brinda aislamiento eléctrico, esencial para seguridad.

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2. Rectificador de Puente (D1, D2, D3, D4)

Estos diodos 1N4007 convierten la señal AC en una pulsante DC:

• En semiciclo positivo conducen D1 y D4

• En semiciclo negativo conducen D2 y D3

Resultado:
➡ Full-wave rectificación

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3. Filtro Capacitivo

Convierte la señal pulsante en una casi continua:

• 1000 µF principal

• 100 µF secundario de refuerzo

Los capacitores almacenan energía y reducen el ripple.

Típicamente la salida filtrada desde 12 V AC produce:

$V_{DC} ≈ 12 V × 1.41 = 16.9 V - caídas de diodos \approx 15 V$

En el medidor se observa:

• +15.0 V DC

Correcto.

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4. LED de encendido (D6)

Un LED verde indica que la fuente tiene voltaje y está funcionando correctamente.

R2 + 270 Ω limitan su corriente.

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5. Etapa de Regulación con Transistores TIP32 + BC945

Aquí ocurre la parte más interesante.

• El TIP32 (PNP) actúa como transistor de potencia que entrega corriente a la carga.

• El BC945 (NPN) controla el TIP32, funcionando como pre–driver.

Este arreglo funciona como:

➡ Regulador básico + etapa de protección corriente

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6. Protección Contra Cortocircuito

El transistor BC945 de abajo, junto a la resistencia 0.47 Ω, forman un sistema detector de corriente.

¿Cómo funciona?

Cuando la corriente hacia la carga aumenta demasiado:

• La caída de voltaje en la resistencia de 0.47 Ω aumenta.

• Cuando supera ~0.6 V, el BC945 (detector) se activa.

• Este transistor roba corriente al transistor de control.

• Esto apaga o limita al TIP32.

Resultado:

⛔ La fuente entra en modo protección.

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7. Indicador de Cortocircuito (LED D5)

Cuando se activa la protección:

• El transistor NPN superior conduce

• Enciende el LED rojo D5

Esto indica visualmente que hay:

✔ Sobrecarga
✔ Cortocircuito
✔ Exceso de consumo

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8. Salida hacia la carga

La salida +V entrega:

• +15 V DC filtrado

• Corriente limitada por el TIP32 y el circuito de protección

Si la carga exige más corriente de la permitida, la fuente entra en protección y baja la tensión.

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🔎 RESUMEN GLOBAL DEL FUNCIONAMIENTO

Etapa	Función
Transformador	Reduce y aísla los 220 V
Puente rectificador	Convierte AC a DC pulsante
Capacitores	Suavizan la señal
LED verde	Indica fuente activa
TIP32 + BC945	Regulan y entregan corriente
Resistencia 0.47 Ω	Detecta sobrecorriente
BC945 inferior	Activa la protección
LED rojo	Indica cortocircuito
Salida	DC estable y protegida

Este circuito es típico en:

• Fuentes de laboratorio básicas

• Cargadores lineales antiguos

• Equipos con electrónica simple

• Sistemas de prueba y educación