E L C ONTROL DE T ENSIÓN DE UNA F UENTE P ULSADA

Se va armando el rompecabezas que es nuestra fuente pulsada para audio diseñada

por una única razón. Competir en precio con los clásicos amplificadores analógicos con fuente a transformador laminado. Nos ani- mamos a decir que nuestro proyecto com- pleto de amplificador PWM y fuente pulsa- da tiene un precio diez veces menor que un proyecto clásico, pesa cinco veces menos y rinde el doble.

Y tiene una ventaja inherente sumamen- te importante. Es simple, fácil de armar, fácil de reparar (porque no tiene realimenta- ción negativa) y además no necesita protec- ciones, simplemente porque admite corto- circuitos sobre la salida por tiempo indefini- do.

Repasemos lo que hicimos hasta ahora con referencia a la fuente pulsada. En prin- cipio buscamos la disposición de fuente más adecuada, porque en ese momento no exis- tía información con referencia a equipos comerciales que nos orientaran al respecto. Hoy en día existen muchas marcas de equi-

Fuentes Pulsadas en Equipos Electrónicos Modernos

Figura 5 - Transistor llave Q901 abierto.

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pos decididamente volcados a los amplifica- dores PWM y las fuentes pulsadas. Y las fuentes generalmente elegidas son las reso- nantes cuando se usan MOSFET discretos y las de transferencia indirecta cuando se trata de circuitos integrados híbridos como el

STR que vimos en la entrega anterior. Nosotros estamos por lo tanto en el buen camino por- que elegimos una resonante. De la fuente resonante tenemos resuelto el circuito resonante primario y los circuitos secundarios con sus rectificadores. En esta entrega le sumamos el circuito modulador asimé- trico PWM realiza- do con dos com- puertas comparado- ras rápidas y los dos excitadores a trans- formador separa- dor, con relación 1:1 y las dos llaves MOSFET con los transistores más económicos que se consiguen en cual- quier comercio de electrónica. Nuestro circuito se debe regular a mano, porque aun no tenemos armado el circuito de reali- mentación de la tensión de error, que es lo último que se diseña. Pero si funciona controlado a mano, debe funcionar controlado en forma auto- mática. En esta entrega vamos a presentar entonces el circuito con control manual de la tensión de salida y todos los oscilogramas

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Figura 6 - Circuito con control manual de las tensiones de salida.

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desde el modulador hasta los secundarios. El circuito presentado, que se muestra en la figura 6, es totalmente funcional es decir que nosotros realizamos una simulación que funcionó correctamente (aunque después de realizar una corrección automática de pará- metros de simulación) porque inicialmente indicó un error de simulación. Como esta corrección automática la realiza sólo el Multisim 10, los que poseen el 9 no podrán simular el circuito. El archivo de simulación puede ser bajado de la página webelectroni- ca.com.mx, haciendo clic en el ícono pass- word e ingresando la clave “audi3421”.

El generador de funciones se debe ajus- tar en 86kHz de onda triangular (50% de tiempo de actividad) y 5V de salida. El potenciómetro R5 ajusta el tiempo de activi- dad de cualquiera de los dos canales de excitación en un 40% para evitar solapa- miento en el funcionamiento de las llaves a MOSFET.

En la figura 7 se pueden observar los oscilogramas en las cuatro entradas de los comparadores de alta velocidad que explica por sí mismo el funcionamiento de la etapa. Nuestro generador de señales es del tipo balanceado, lo que se puede observar en los oscilogramas verde y azul.

El punto de recorte establecido por la tensión continua de ajuste, corta exactamen- te un poco por arriba del cruce de las ondas triangulares para establecer un período de actividad levemente mayor al 50% como se puede apreciar en el oscilograma violeta conectado a la salida.

La amplitud del oscilograma violeta es de 1,6V aproximadamente de valor máximo lo que hace conducir a pleno al transistor Q5 poniendo el nodo 17 a masa durante el 60% del tiempo. El valor mínimo es de solo 1V que no puede hacer circular corriente por el diodo D1 sumado a la juntura diodo emisor

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Figura 7 - Oscilograma de entrada y salida del comparador superior.

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base de Q5. En la figura 8 se pueden obser- var las tensiones del driver hasta el secun- dario de los transformadores.

El osciloscopio XSC1 se conecta con el haz rojo en la base del preamplificador Q5 y el verde en el nodo 7 que es la unión de las bases del par complementario.

Las masas de los dos canales quedan

conectadas a la masa viva. El osciloscopio XSC2 se conecta en el secundario del driver y en el gate del MOSFET con las entradas de masa conectadas al nodo 35, que es la unión de los MOSFET. En el mundo real no se puede hacer esta cone- xión debido a la capaci- dad entre el gabinete del osciloscopio y la red de CA. En la figura 9 se observan los osci- logramas.

A la izquierda se observa en rojo la ten- sión de base de Q5 que varía desde el valor de saturación de unos 800mV hasta el valor de corte de unos 600mV.

Arriba en verde se puede observar la ten- sión de colector de Q5 que varia práctica- mente desde cero hasta 12V.

A la derecha se observa en azul la tensión del secundario del transformador y en viole-

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Figura 8 - Conexión de los osciloscopios en el circuito driver.

Figura 9 - Oscilogramas del driver.

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ta la tensión en el gate siempre con respecto a la unión de los MOSFET. Finalmente el oscilograma más importante es el que rela-

ciona la tensión en el terminal superior del primario y la oscilación en el capacitor de sintonía C5 que puede observarse en la figu-

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Figura 10 - Oscilograma de primario y capacitor de resonancia.

Figura 11 - Oscilogramas en los secundarios.

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ra 10. Como se puede observar, la oscila- ción en el primario genera una tensión de pico de 1366V cuando el circuito es excita- do por una señal cuadrada de 309V pico a pico. Esta energía se transfiere al secundario generando las señales indicadas en la figura 11.

Mire también que la señal en los secun- darios no es exactamente senoidal, pero tenga en cuenta que la pequeña distorsión producida no genera mayores problemas, por lo cual, desde el punto de vista práctico se puede considerar que se trata de una señal senoidal pura.

Ya tenemos un sistema que genera la ten- sión deseada a la corriente deseada y sólo nos falta diseñar los órganos de control del sistema para que el mismo funcione en forma automática.

Recuerde que nuestro oscilador de onda triangular debe ser de frecuencia variable controlado por tensión. Debemos por últi- mo analizar el circuito para diferentes car-

gas y determinar la modificación requerida de la frecuencia para lograr el ajuste.