Fuentes de alimentación del KIT de radio Epsilon

KIT RADIO - 01

 ALIMENTACION B.F. Previo B.F. DETECCION F.I. R.F.

VÁLVULAS DE VACÍO

 1.- DIODO 2.- RECTIFICACIÓN 3.- FILTRADO AMPLIFICACION TRIODO RECTA DE CARGA

INTRODUCCIÓN
         Toda fuente a alimentación, convierte la corriente alterna c.a. de la RED, en continua c.c. para ser utilizada por el aparato electrónico, en este caso el radio receptor. En el esquema de bloques se muestra un resumen de las partes que la componen. Habitualmente, en primer lugar se coloca un transformador, cuya función es adaptar el voltaje c.a. de la red al voltaje c.a. que se necesita. Le sigue el circuito rectificador, que suele ser una válvula  diodo ya sea simple o doble. Mediante la rectificación y aplicando c.a. al diodo se consigue transformarla en una corriente pulsatoria, que aunque diste bastante de la c.c., es una primera aproximación para lograrla.
         Le sigue el circuito de filtrado. El filtro, como su nombre indica, realiza la misión del filtrado, que consiste en transformar  la corriente pulsatoria (bien sea simple o doble) en c.c. La fuente de alimentación de c.c. se puede considerar formada por los siguientes bloques: transformador, rectificador y el filtro y a veces un regulador de tensión, pero este último bloque no se utilizaba en las radios a válvulas de aquella época.
Puede verse en el esquema, un transformador de 220 a 125 voltios c.a., le sigue un puente de diodos que realiza una rectificación de doble onda, y por último un filtro en π R - C. Del primer condensador de filtro se toma la alimentación para la UL84 y de la salida del segundo condensador para el resto de la radio.

También debe fijarse en el caldeo de los filamentos, que se toma a la salida del filtro, es decir se realiza en c.c. Ahora bien, como aquí no se utiliza la válvula UY85 que necesitaría 38 voltios, las cuatro válvulas que se utilizan necesitan una alimentación de unos 59 voltios y 100 mA. Para reducir la alimentación de 127 voltios que se obtiene a la salida del filtro en π R - C se ha añadido una resistencia denominada RL1 de 380Ω (2W) que hará la función de la resistencia de filamento de la  UY85 en el circuito serie de filamentos.
Todo funcionará correctamente cuando estén montados los dos módulos que componen el KIT, pero para poder montar y probar el Módulo -01, que solo incorpora las válvulas  UL84 y la UBC81, es necesario colocar provisionalmente otra resistencia en serie para que hagan las funciones de los filamentos correspondientes a la UF89 y la UCH81. A esta resistencia provisional se le ha denominado RL2 y tiene un valor de 680Ω (2W), que se quitará cuando estén unidos eléctricamente el Módulo - 01 y el Módulo - 02.

TRANSFORMADOR DE ALIMENTACION

            El primer elemento es el transformador que por un lado proporciona el aislamiento de la red eléctrica (220 V C.A.) y por otro modifica en valor de tensión a un nivel apropiado, en este caso a 125 V. Este tipo de transformador se ha diseñado expresamente para su conexión con la red eléctrica.  Hay tres parámetros importantes en los transformadores a tener en cuenta :

¨    Tensión o tensiones de secundario

¨    Potencia

¨    Regulación

            La tensión del secundario viene especificada en valores eficaces (r.m.s.), y es la tensión de C.A. que se tiene en el secundario cuando circula por el transformador la máxima corriente admitida, es decir está en plena carga.  Esta corriente que pude circular a plena carga, se obtiene de los datos de potencia que suministra el fabricante, valor dado en VA, que es lo que resulta de multiplicar  voltaje de alterna del secundario por corriente alterna en el mismo.

            Potencia V.A. = V C.A. x I C.A. = 125 V  x  0,15 A = 18,75 VA

           

Aunque los transformadores son componentes que se acercan mucho al ideal, como no todo el flujo magnético del primario está imbricando con el secundario y que los hilos de cobre presentan alguna resistencia, el voltaje bajo carga no es igual al voltaje de secundario en vacío. Hay una pérdida de potencia, por ejemplo si en el primario tenemos 220V y una corriente de 0,1 Amperios la potencia es igual a 22 W. Si el secundario es de 125 V debería poder suministrar una intensidad de 0,18 A, que serian los 22 W. Esto no es así porque existen pérdidas magnéticas. Con el término regulación, se indica la capacidad del transformador para mantener el voltaje del secundario en su valor nominal, con independencia de las variaciones de carga. Viene dada por la siguiente fórmula, donde VSC es el voltaje del secundadio sin carga y VPC el voltaje del secundario a plena carga. Los valores normales están en un rango comprendido entre el 5 y el 10%.

            Supongamos que se necesita un transformador que suministre 40VA y un voltaje en carga de 24 V, la corriente en carga será 40/24 = 1,67 A, debe emplearse un transformador de 50VA con 9,9 vueltas por voltio. Teóricamente el número de espiras = 24 x 4,9 = 117,6 (118). Se colocan unas cunatas espiras más para una regulación del 1% con una carga de 5VA y una regulación del 8% con una carga de 40VA. El numero extra de espiras es de 9,4. Por tanto se necesitan 117,6 + 9,4 = 127 espiras en total. El diámetro del hilo debe ser de 0,8 mm para una corriente de 1,67 Amperios.  El número de espiras del devanado depende de la frecuencia de la red 50 Hz del área del núcleo. En el primario suelen devanarse 5 espiras por voltio, por lo tanto 220 x 5 = 1.100 espiras en total. Así es fácil calcular el número de espiras del secundario. A 5 espiras por voltio, para un secundario de 24 voltios habría de devanar 120 espiras. Por tanto en el cálculo de la potencia efectiva de un transformador es necesario incrementarla de un 20-30% para compensar las pérdidas de potencia en los entrehierros y devanados. Así para un consumo máximo de 2 A y una tensión de secundario de 12 Vef, la potencia efectiva del transformador debe ser de 2 A x 12 X 1,2 = 58 VA a 2A X 12V X 1,3 = 63 VA. 

            La tensión con carga es menor que la tensión en vacío y depende de la corriente media que circula.  La cuantificación de la caída de tensión está comprendida entre un 5% y un 10% para corrientes de carga igual a la mitad que puede suministrar el transformador.  Al referirnos a transformadores hablamos de tensión y corrientes eficaces. La relación entre los valores de pico y eficaz es:

CALDEO DE FILAMENTOS
        Se ha explicado que en la nomenclatura de una válvula la primera letra indica la tensión o corriente que necesita para caldear sus filamentos. En un aparato electrónico, cuando es posible, se eligen todas las válvulas de forma que comiencen por igual primera letra, con objeto de unificar el caldeo de filamentos. Si se consigue que todas las válvulas que componen un equipo comiencen, por ejemplo, por la letra U, significa que todas ellas precisan que recorra sus filamentos una corriente de 100 mA y se podrán colocar todos en serie al precisar la misma intensidad.
         

RECTIFICACIÓN DE DOBLE ONDA CON PUENTE DE DIODOS

         En la figura se describe la rectificación de doble onda con diodos semiconductores.

EJEMPLO
           Pa

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Granada 10 de Junio de 2018