El regulador super-sencillo funciona muy bien pero ¿es posible mejorarlo? Quizás con un transistor mosfet mejoren sus características.
Esta es la lista de componentes:
-1 Resistencia 1/4 W 3K3 5%
-1 Resistencia 1/4 W 100 5%
-1 Resistencia 1/4 W 1K 5%
-1 Diodo zener de 5,1V 400mW
-1 Diodo 1N4148
-1 Condensador cerámico de disco de 5,6nF
-1 Condensador cerámico de disco de 6,8nF
-1 Diodo schotky 1N5819 para 1A ( yo he usado 1N5822 para 3A, que es lo que tenía a mano).
-1 Transistor NPN BC337
-1 Transistor Mosfet canal P IRF9530 (Es lo que tenía a mano...)
-1 Bobina de choque de 470 microhenrios
-2 Condensador electrolítico de 100 microfaradios 25V
-Un pedacito de circuíto impreso
-Un radiador, si se usa para más de 500mA
En principio hay que comprobar si con el diseño anterior es posible obtener una tensión adecuada a la salida del primer transistor como para activar la puerta del mosfet. Modificando un par de resistencias puedo obtener la tensión adecuada para activar un un mosfet de canal P, colocado en sustitución del BD136. Como su resistencia en ON es muy baja mejora el funcionamiento en general, y me permite corrientes de salida mucho más altas que un transistor bipolar.
Este es el esquema del regulador adaptado para usar el mosfet:
He bajado la frecuencia de conmutación a unos 25Khz aumentando el valor del condensador de 2,2 nF a 6,8 nF. Así obtengo mejor resultado, aunque quizás haya que aumentar la inductancia de la bobina de salida, no he hecho pruebas en este aspecto. No he medido un rizado apreciable. El diodo 1N5819 es necesario cambiarlo por 1N5822 si se va a trabajar con corrientes de salida altas, y el hilo de la bobina ha de soportarlas también sin calentarse ni producir mucha caída de tensión.
El diodo zéner original de 5,6V lo he sustituido por un zéner de 5,1 en serie con un diodo convencional de 1N4148 para conseguir una referencia de 5,8V y compensar así la tensión Vbe del BC337 que hacía que la salida fuese siempre más baja que la referencia. Esto es también aplicable al circuito original.
Esta es el prototipo montado en plan "araña" para probar los valores de los componentes, las tensiones y las formas de onda en distintos puntos del circuito.
He bajado la frecuencia de conmutación a unos 25Khz aumentando el valor del condensador de 2,2 nF a 6,8 nF. Así obtengo mejor resultado, aunque quizás haya que aumentar la inductancia de la bobina de salida, no he hecho pruebas en este aspecto. No he medido un rizado apreciable. El diodo 1N5819 es necesario cambiarlo por 1N5822 si se va a trabajar con corrientes de salida altas, y el hilo de la bobina ha de soportarlas también sin calentarse ni producir mucha caída de tensión.
El diodo zéner original de 5,6V lo he sustituido por un zéner de 5,1 en serie con un diodo convencional de 1N4148 para conseguir una referencia de 5,8V y compensar así la tensión Vbe del BC337 que hacía que la salida fuese siempre más baja que la referencia. Esto es también aplicable al circuito original.
Esta es el prototipo montado en plan "araña" para probar los valores de los componentes, las tensiones y las formas de onda en distintos puntos del circuito.
De izquierda a derecha: osciloscopio, en A (arriba) tensión de salida 5V/división, en B (abajo) tensión en la puerta del mosfet 5V/división, amperímetro de la salida 707mA y voltímetro de salida 4,88V. Detrás la fuente de alimentación variable puesta a 13V y a la derecha un enorme potenciómetro de 10 Ohmios y muchos watios que uso de carga variable. Entre la marabunta de puntas de prueba el montaje de la fuente.
Esta es la lista de componentes:
-1 Resistencia 1/4 W 3K3 5%
-1 Resistencia 1/4 W 100 5%
-1 Resistencia 1/4 W 1K 5%
-1 Diodo zener de 5,1V 400mW
-1 Diodo 1N4148
-1 Condensador cerámico de disco de 5,6nF
-1 Condensador cerámico de disco de 6,8nF
-1 Diodo schotky 1N5819 para 1A ( yo he usado 1N5822 para 3A, que es lo que tenía a mano).
-1 Transistor NPN BC337
-1 Transistor Mosfet canal P IRF9530 (Es lo que tenía a mano...)
-1 Bobina de choque de 470 microhenrios
-2 Condensador electrolítico de 100 microfaradios 25V
-Un pedacito de circuíto impreso
-Un radiador, si se usa para más de 500mA
El resultado es que absorbe de la fuente 220 mA a 12V (2,64W) cuando entrega 478 mA a 4,95V (2,366W). He hecho pruebas alimentando con hasta 24V y hasta 3A de salida en 5V y a penas hay 200mV de variación de la salida, y apenas se aprecia el calentamiento del mosfet. Por debajo de 11V no trabaja bien porque son necesarios 10V en la puerta del mosfet para que conmute totalmente con corrientes altas. Aunque la regulación no es muy buena puede servir como paso previo para reducir una tensión muy alta hasta el valor mínimo aceptable por un LM78xx y reducir así la disipación total y la pérdida de energía.
Esto es todo. Modificando los componentes es posible darle más estabilidad o mayor rendimiento. Yo he escogido unos que, aunque no regula muy bien, funciona en un margen de tensión muy amplio. No está nada mal poder bajar de 24V a 5V con 3A sin perder apenas energía en general calor...
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