fuente conmutada SMPS AC/DC auto oscilante de 12.5 voltios DC y 2.5 amperios con un transistor MJE13007

hola que tal a todos y sean nuevamente bienvenidos a este pequeño blog, en esta ocasión les presento una nueva fuente conmutada, pero esta vez sin utilizar circuitos integrados como por ejemplo el UC3842  o alguno como el TNY267PN o el TOP245PN o el LNK500PN si no que en este caso es una fuente conmutada tipo flyback pero auto oscilante la cual nos servirá para alimentar innumerables proyectos, esta fuente es muy fácil de realizar debido a los pocos materiales necesarios para realizarla de hecho todos los componentes necesarios para realizar esta fuente los podemos reciclar de alguna fuente ATX de PC que se encuentre en nuestra chatarra electrónica, esta fuente fuente puede funcionar tranquilamente con un voltaje entrada de red de 110VAC o  220VAC siempre y cuando seleccione correctamente el voltaje de entrada de red con el interruptor selector de voltaje, el interruptor selector de voltaje debe estar abierto para un voltaje de red de 220VAC de entrada y cerrado para un voltaje de red de 110VAC, ahora si por causalidad de la vida usted tiene el interruptor cerrado y le da a la entrada de la fuente 220VAC pre parece para correr y ver una bonita explosión la cual puede llegar a ser peligrosa, así que tenga mucho cuidado a la hora de manipular este tipo de circuitos
 
por otro lado esta fuente es capaz de proporcionarnos una salida de 12.5 voltios DC muy estables y una corriente decente de 2.5 amperios, que no esta para nada mal debido a la simplicidad del circuito, aparte esta fuente tiene protección contra cortos  circuitos que mas podemos pedir,

advertencia:

antes de continuar les debo decir que este tipo de circuitos son muy peligrosos, debido a que se están manejando voltajes relativamente altos y directos de la red eléctrica de nuestra casa que dependiendo del país donde vivan el voltaje sera de 110VAC o 220VAC y aparte ese voltaje se esta rectificando y elevando a 300 voltios DC lo que es extremadamente peligroso aparte si usted no tomas las medida de seguridad necesaria o toca alguna parte del primario de la fuente mientras esta contada a la red eléctrica podría llevarse un choque eléctrico muy fuerte, por otro lado si usted realiza el montaje de esta fuente pero comete un error como por ejemplo pone un capacitor electrolítico con la polaridad invertida este puede explotar y causar daños así que mucho cuidado a la hora de instalar los componentes, no me hago responsable por el mal uso de este tipo de circuitos, si usted monta el circuito sera bajo su propio riesgo  

ya habiendo los advertidos pasemos a ver el diagrama de esta fuente conmutada

diagrama de la fuente conmutada SMPS AC/DC auto oscilante de 12.5 voltios DC y 2.5 amperios con un transistor MJE13007

funcionamiento de la fuente conmutada SMPS AC/DC auto oscilante de 12.5 voltios DC y 2.5 amperios con un transistor MJE13007

el funcionamiento de esta fuente conmutada es el siguiente, esta fuente conmutada funciona como convertidor de retorno. el principio muy es simple, después de conectar el voltaje de red a la entrada de la fuente, la resistencia que se encuentra en la base del transistor MJE13007 la cual es de 1Mohm abre parcialmente el transistor, he induce un voltaje positivo en el devanado auxiliar de 5 vueltas y el transistor se abre completamente, cuando el capacitor de 20NF se descarga, el transistor se apaga y el voltaje inducido al secundario estará cargando los capacitores que se encuentran a la salida de voltaje de la fuente, cuando el capacitor de 20NF se vuelve a cargar, el transistor se vuelve a abrir y todo se repite muchas veces por segundo durante el funcionamiento de la fuente. ahora cuando a la salida de la fuente obtenemos el voltaje deseado que en este caso es de 12.5 voltios, hace que en el divisor resistivo de TL431 formado por las resistencia de 2.2K y 10K haya un voltaje de 2.5 voltios, lo hace que el TL431 conduzca alimentado el LED que se encuentra internamente dentro del PC817 haciendo que brille, al brillar el LED hace que el foto transistor que se encuentra dentro del mismo PC817 conduzca un pequeño voltaje positivo a la base del transistor 2N5551 el cual conduce un pequeño voltaje negativo a la base del transistor MJE13007 reduciendo el ciclo de trabajo PWM reduciendo la potencia del transformador, ahora esta fuente es a prueba de cortocircuitos ya que cuenta con un sensor de corriente formado por la  resistencia de 0.47 OHM 1W y el transistor 2N5551, cuando en la resistencia de 0.47OHM cae un voltaje de 0.7 voltios el transistor 2N5551 empezara a conducir un pequeño voltaje negativo a la base del transistor MJE13007 haciendo que este reduzca el ciclo de trabajo para que nunca exceda la corriente máxima que en este caso es de  1.13 amperios 

el capacitor de 20NF ajusta la frecuencia de funcionamiento, en caso de querer cambiar la frecuencia de funcionamiento deberá jugar un poco con el valor del capacitor, en mi caso en principio empece probando con un capacitor de 2.2NF pero la fuente no funcionaba bien y el voltaje de salida era muy inestable y entregaba muy poca potencia entonces fui subiendo el valor del capacitor poco a poco hasta llegue a los 20NF y ahí la fuente empezó a funcionar perfectamente con un voltaje de salida muy estable de 12.5 voltios y una corriente de 2.5 amperios, por encima de los 20NF el transformador se satura y la fuente no funciona bien  

el transistor MJE13007 puede ser reemplazado por otros con características similares como el MJE13005 el MJE13009 el BU5027A o el BUT11AF entre otros transistores, pero siempre recuerde colocarle un disipador de calor al transistor que uses ya que a exigirle mas de 1 amperios el transistor se calienta un poco 

el transistor 2N5551 puede ser reemplazado por otros con características similares como el 2SC945 o el S9014 entre otros transistores 

el transformador debe ser un EE28 o un EI28 con un espacio en en la columna central o GAP ya que de lo contrario la fuente no funcionara bien debido a que el transformador se saturaría, ahora para armar el transformador primero hay que tener en mente lo siguiente, siempre deberás bobinar todos los bobinado en la misma dirección de inicio, para empezar a armar el transformador se procede a bobinar una primera mita del primario osea 45 espiras unas vez que hemos terminado de bobinar las 45 espiras procedemos a aislar el bobinado primario con buena cinta aislante siempre procurando cubrir bien el bobinado primario una vez hecho esto bobinamos el bobinado secundario el cual es de 20 espiras y cubrimos nuevamente con buena cinta aislante una vez aislado procedemos a bobinar las 45 espiras restante del primario y aislamos nuevamente y para terminar bobinamos las 5 espiras restante del bobinado auxiliar y aislamos una vez  aislado solo queda colocar el núcleo de ferrita y pegarlo  

ahora es muy importante que antes de conectar la fuente a la red se deba hacer con una lampara incandescente de 50w o 100W en serie, si todo esta bien la fuente funcionara correctamente y la lampara se mantendrá apagada, ahora si la lampara se enciende quiere decir que hay un problema y deberás revisar con mucho cuidado todo el circuito para ver si hay un error de montaje que hayamos cometido, si al revidar todo esta correctamente como esta en el diagrama deberás probar invertir las conexiones del bobinado auxiliar el cual es el bobinado de 5 espiras y volver a probar conectar la fuente a la red recuerde siempre con la lampara en serie y la fuente deberá funcionar sin problemas, solo en caso de que en la salida de voltaje de la fuente el voltaje sea muy bajo o muy inestable bajo carga deberás invertir las conexiones del secundario, una vez que nos cercioramos de que la fuente funciona perfectamente y la lampara en serie permanece apagada podemos quitar la lampara y conectar la fuente directamente a la red y ya la podemos emplear para alimentar los circuitos que queramos ya sea un amplificador como el chip TDA2003 entre otros circuitos siempre y cuando no superen un consumo máximo de 2.5 amperios a 12.5 voltios  

si usted deseo un voltaje diferente la salida de la fuente ya sea mayor o menor de 12.5 voltios solo deberás aplicar la siguiente formula :

solo debe tener en cuenta lo siguiente, si deseas un voltaje mas bajo el circuito queda tal cual esta, ahora si deseas un voltaje mas alto deberás agregar mas espiras al secundario y deberas cambiar el valor del resistencia de 470 OHM, si deseas una salida regulable puedes reemplazar la resistencia de 10K  por un reostato de 10K y de esa manera podrás regular la salida de la fuente entre 5 a 12.5 voltios de salida   

montaje de la fuente conmutada SMPS AC/DC auto oscilante de 12.5 voltios DC y 2.5 amperios con un transistor MJE13007

les debo decir que mi montaje de esta fuente conmutada no es muy bonito mas bien es un desastre, debido a que he montado todos los componentes al aire, esto fue debido a que en el momento en que realice esta fuente no disponía de una pequeña PCB universal para realizar el montaje de todo el circuito de la fuente, pero oye lo importante es que la fuente esta funcionando perfectamente, bueno sin mas que decirles sigamos con las fotos de mi montaje de esta fuente conmutada 

aquí podemos apreciar mas de cerca el transistor MJE13007

aquí podemos apreciar mejor el transformador que use, este lo recicle de una fuente conmutada que ya no funcionaba al cual desarme y quite todos los bobinados originales una vez que quite los bobinado originales , lo bobine nuevamente pero con los nuevos bobinados requeridos para nuestra fuente, por cierto ese pequeño bobinado que se nota en la foto, corresponde al bobinado auxiliar de la fuente, este no esta aislado porque si lo cubría con cinta aislante no podría colocar el núcleo del transformador ya que no quedaría espacio suficiente  

y qui podemos apreciar todo el montaje de mi fuente tipo telaraña, pero como les mencione antes lo importante es que funciona muy bien :)

como verán qui ya tengo la fuente funcionando y como ven funciona perfectamente alimentado sin problemas a la salida de voltaje cinco ventiladores y un bobillo de carro que en total hacen un consumo de 2.5 amperios, notaran en la foto que el voltaje no es exactamente 12.5 voltio si no que en mi caso son 13.2 voltios, debido a que en el divisor resistivo del TL431 use una resistencia de 10K pero si ustedes quieren un voltaje exacto de 12.5 voltios solo deberán calcular la resistencia con la formula que esta arriba, solo por ejemplo si cambian la resistencia de 10K por una de 8.2K el voltaje de salida sera de 11.8 voltios    

prueba de funcionamiento de la fuente conmutada SMPS AC/DC auto oscilante de 12.5 voltios DC y 2.5 amperios con un transistor MJE13007