Fuente de 12V. regulada
Construida a partir de una fuente de P.C.
página(s) : 1/2
Fuente de alimentación regulada
Alimentar nuestros cargadores con soltura
La enorme proliferación
de modelos eléctricos que estamos viendo en la actualidad
viene impulsada por los grandes avances en el campo de los
acumuladores eléctricos, que han permitido unas relaciones
peso / capacidad y unos ratios de carga y descarga impensables tan
solo unos pocos años atrás.
También se han
popularizado los cargadores rápidos inteligentes que son
capaces de cargarnos una batería en el mismo campo de vuelo en
menos de una hora reponiendo solo la carga faltante, sin provocar
sobrecargas ni sobrecalentamientos; pero muchos de estos cargadores
están diseñados para funcionar exclusivamente
alimentados desde la batería de nuestro vehículo, así
que si queremos usarlos en casa necesitaremos una fuente de
alimentación que nos proporcione tensión estabilizada y
alta corriente.
El tipo de fuente que mas se acerca a
nuestros requerimientos son las que se utilizan para alimentar a los
transceptores móviles de radio, que nos ofrecen una tensión
estabilizada en torno a los 13,5V y corrientes desde unos 3 Amperios
hasta más de 50; el gran inconveniente de estas fuentes, si obviamos el
tamaño y el peso, es el precio, que en el caso de un modelo que cubra
nuestras necesidades mas exigentes (unos 12 – 15 Amperios) puede
superar en muchos casos el del propio cargador.
 Existen alternativas
económicas y tal
vez una
de las más
utilizadas sea la fuente de alimentación de PC. Estas fuentes
son relativamente pequeñas y ligeras teniendo en cuenta las
altas corrientes que son capaces de entregar, pero no siempre dan el
resultado que se espera de ellas: La tensión en vacío
no suele alcanzar los 12V y baja cuando se le requiere corriente, lo
que impide un funcionamiento correcto si intentamos cargar baterías
Ni-xx de 8 elementos o Lipo de 3 elementos con cargadores económicos
que no dispongan de elevador de tensión.
Si tenemos un buen cargador capaz de
elevar la tensión de entrada para cargar mas
de 8 Ni-xx o mas de 3 Lipo seguramente podremos usar la fuente de
PC... Siempre que la corriente que necesitemos no haga bajar la
tensión por debajo del nivel en que el cargador decide que no
puede garantizar un funcionamiento correcto y detiene la carga. Esto
suele suceder, según modelos, en torno a los 10.5 – 11V.
Finalmente también puede suceder que
la
propia fuente decida
que la caída de tensión se debe a un exceso de consumo
y se apague para evitar daños, y esto puede suceder con
corrientes de 2 ó 3 Amperios, ridículas si las
comparamos con los mas de 8 Amperios que –en teoría-
podría proporcionarlos en la línea de 12V una vieja
fuente AT de 200W.
Las explicaciones que se suelen dar a
este
fenómeno son de lo más variopinto, siendo la más
socorrida que este tipo de fuentes necesitan una cierta carga en la
línea de 5V para entregar toda la corriente en la línea
de 12V, lo cual nos lleva a la solución típica:
Derrochar energía conectando una resistencia de carga o una
lámpara de coche a la salida de 5V, para arañarle a la
salida de 12V unas décimas de voltio que nos permitan un
funcionamiento mas o menos correcto de nuestro cargador.
Naturalmente
esta chapuza, aunque nos dé un cierto margen de maniobra en
algunos casos, no es la solución al problema.
El concepto
Las fuentes de
alimentación de PC están fabricadas ciñéndose a un criterio
fundamental: La economía de costes; algo que
resulta evidente si pensamos que un producto fabricado en China y que
tiene que atravesar medio mundo, pasando por las manos de un
importador, un distribuidor, un detallista y varios transportistas,
nos viene a costar unos 10 ó 12€ en la tienda de
informática de la esquina.
La tensión mas
importante en una fuente de PC es la de 5V, ya que con ella se
van a
alimentar casi todos los circuitos lógicos de nuestro
ordenador. Se podría pensar que es mas importante la de 3V a
partir de la cual se alimenta el microprocesador, pero existen en la
placa base reguladores que estabilizan las tensiones de alimentación
para el micro. Entre las menos importantes se encuentra la línea
de +12V, que solo se utiliza para alimentar ventiladores, motores de
HDD, FDD, CD-ROM, DVD, y para comunicaciones por RS232. Los
requisitos mas exigentes se conforman con una tolerancia del 15% en
las líneas de +3V, +12V, -5V y –12V, y si a un
fabricante de fuentes le pagamos mortadela podemos estar seguros de
que no va a darnos jamón.
La única tensión estabilizada que vamos a
encontrarnos es la de +5V y todas las demás
van a ir referenciadas a esta, así que la solución para
convertir nuestra fuente de PC en una fuente de 12V estabilizados es
modificar el circuito de realimentación del regulador. Por
suerte la gran mayoría de las fuentes AT y ATX usan como
regulador el mismo C.I.: el controlador PWM TL494
(http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl494.pdf)
o su clónico el KA7500
(http://www.fairchildsemi.com/ds/KA%2FKA7500C.pdf),
lo que nos va a permitir “tunear” casi cualquier fuente
siguiendo unas simples directrices, independientemente del modelo o
fabricante.
Antes de comenzar...
Son necesarios para
acometer esta labor algunos conocimientos
básicos de
electrónica (identificación de componentes y capacidad
de seguir un esquema simple), un pequeño equipo de taller
(soldador tipo lápiz con punta fina en buen estado, pompeta
de des-soldar o en su defecto trencilla de des-soldar, polímetro,
alicates de corte de precisión, cuter... etc) y cierta
habilidad en el manejo de estas herramientas.
Desaconsejo totalmente
la realización de estas modificaciones a cualquiera que no
disponga de los conocimientos, habilidades y equipo necesario, toda
vez que en el interior de la fuente vamos a encontrar tensiones
peligrosas de 220V en alterna y hasta 310V en continua, que pueden
provocar graves lesiones o incluso la muerte si no se toman las
precauciones oportunas.
Cualquier manipulación de la placa
debe realizarse con la fuente apagada y desconectada de la red
eléctrica. El autor describe el presente
procedimiento de modificación solo a título informativo y
declina
cualquier responsabilidad por daños o mal funcionamiento
derivados del mismo.
Manos a la obra
 |
No es necesario que
compremos una fuente nueva de alta potencia para este proyecto,
cualquier fuentecilla de 200W nos va a proporcionar mas de 8 Amperios
en la salida de 12V, mas que suficientes en la mayoría de los
casos.
De hecho una arcaica fuente AT de
las que alimentaban a un
ordenador de hace más de 10 años sería ideal
para nuestro propósito, ya que la placa es mucho mas simple y
despejada, con menos componentes dado que proporciona menos líneas
de tensión. Para ilustrar este proceso he escogido una vieja
fuente ATX de 300W para PIII procedente de desguace. |
 |
 |
Una vez escogida la víctima
tendremos
que localizar el controlador PWM.
Como dijimos antes tenemos que buscar un TL494 o equivalente (DBL494,
IL494, GL494, SL494, KIA494...) o su clónico el KA7500. En este caso
nos encontramos un TL 494.
Una vez localizado
encenderemos la fuente –simplemente accionando el
interruptor si es AT o uniendo además el cable verde a uno de los
negros si es ATX- y procederemos a unir el cable negativo del polímetro
a un cable negro y medir la tensión presente en la patilla 1 del
controlador. En este caso, como casi siempre, he encontrado 2,5V (en
realidad 2,46V debido a tolerancias de componentes). ¡¡ATENCIÓN!!
Debemos proceder con extremo cuidado; ya que, como dije antes, en una
fuente enchufada hay presentes tensiones muy peligrosas.
Además, si por descuido cortocircuitamos
con la punta del polímetro los pines 1 y 2,
dejaríamos libre de referencia al controlador; y esto provocaría
fluctuaciones en las tensiones de salida que pueden dañar a los
condensadores.
Llegados a este punto es
conveniente que entendamos un poco el
funcionamiento de un controlador PWM. Como podemos ver en el diagrama
de bloques presente en el datasheet del integrado, los terminales 1 y 2
son las entradas de un comparador. En la patilla 1 nos vamos a
encontrar una tensión de realimentación tomada de la línea de 5V; en
teoría nos podríamos encontrar cualquier tensión fija entre 0 y 5V, en
la práctica y tras probar en varias decenas de fuentes siempre he
encontrado referencias de 2,5V ó 5V.
En la patilla 2, que es la otra
entrada del comparador, nos vamos a encontrar la tensión de referencia,
tomada a partir de la salida de 5V presente en la patilla 14 del
controlador, que en la práctica va a ser exactamente la misma tensión
que habremos medido en la patilla 1; en realidad es el propio
controlador el que se encarga de mantener igualadas estas tensiones, ya
que si la tensión de la línea de 5V cae por un aumento de consumo, el
controlador sube el duty-cycle de la señal de conmutación para que esta
tensión suba y se iguale con la referencia, y si la tensión sube por
una disminución de consumo, el controlador baja el duty-cycle para que
la tensión baje y vuelva a igualarse con la de referencia.
En esto consiste la regulación
de una fuente conmutada, y nuestra misión es
conseguir que la señal de realimentación presente en la patilla 1 del
controlador proceda de la salida de 12V en lugar de la de 5V. La idea
es muy simple: Mediante un divisor resistivo debemos obtener una señal
de realimentación para el comparador; y este divisor debe ser tal que,
cuando la tensión proporcionada por la línea de 12V sea la que nosotros
queremos, la tensión de salida del divisor sea igual a la referencia
presente en la patilla 2. |
Página Siguiente (2/2) 
|
