Arreglo: Fuente de alimentación
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| Fuente arreglada con los nuevos disipadores |
Durante las pruebas de mi proyecto anterior, en el que se construyó una
carga electrónica, mi fuente de alimentación de laboratorio Mlink (APS3005S-3D) dejó de funcionar, se quemó uno de los transistores de potencia. Por lo que voy a mostrar como se arregló y como es esta fuente por dentro, por si alguien tiene pensado comprar una como esta.
Esta fuente me costó unos 80 € cuando la compré (hace unos 5 años), es de 30V y 5A con dos canales regulables y un tercer canal con una salida fija de 5V y 1A.
Si se miran precios de este tipo de fuentes, se verá que son de las más baratas que hay, con lo que la calidad, ya adelanto, que deja que desear. Pero era consciente cuando la compré y sabía que tendría que echarle un vistazo por dentro y comprobarla antes de poder utilizarla.
Cuando abrimos la caja nos encontramos con el pesado transformador principal en el centro.
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| Interior |
Los "disipadores" son simplemente dos trozos de acero que seguramente serán restos de algún otro producto.
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| Transistor de potencia |
Se pude ver el transistor de potencia quemado. La pasta térmica se la puse también, venía sin pasta de fábrica.
A continuación se cambiaron estos "disipadores" por los que me sobraron del proyecto anterior, se pueden ver en la primera foto.
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| Nuevos transistores |
Ya puestos, se cambió también el otro transistor y se sustituyeron por dos 2SC5200 de Toshiba. En este punto, los disipadores son los que limitan ahora la potencia máxima, en un futuro se podrían cambiar por otros más grandes.
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| Interior (sensor de temperatura) |
En la imagen superior se pude ver un sensor de temperatura que se ha pegado al disipador para poder ver la temperatura y no volver a quemarlos.
El sensor es uno de los que se ponen en los procesadores de PC y tienen una pequeña pantalla indicando la temperatura. De esta forma, si conectamos algo que puede exigir la mitad o más de corriente de la que puede dar la fuente, se conecta al canal con el sensor y podemos ver si la temperatura se mantiene o si se calienta en exceso y hay que desconectar.
La pantalla está alimentada por una pila de botón de 1.5V por lo que se han soldado unos cables para alimentarla de la fuente y se ha hecho un pequeño circuito para pasar de los 5V de la salida del canal fijo de la fuente a los 1.5V que requiere la pantalla. El circuito es muy simple y está dentro del termoretráctil rojo que se ve en la imagen superior, a la derecha del disipador (se puede ver el condensador)
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| Esquema del circuito |
Como se indica en la foto, el consumo oscila y dado que no tiene un regulador, sino que se basa en un divisor de tensión, el voltaje varía cuando está en reposo y cuando mide la temperatura, pero la media de tensión es de 1.6V y la pantalla funciona correctamente. El condensador se usa para suavizar esos cambios de tensión.
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| Pots en azul para calibrar las medidas de tensión y corriente |
Una vez montado todo, hay que volver a re-calibrar los medidores mediante los dos pots azules que se ven en la imagen, están situados en la parte trasera de las pantallas. Uno para el voltaje y otro para la corriente.
Nota: el integrado que hay a la derecha del condensador es el regulador de 5V, y el disipador que tiene instalado se lo tuve que montar, ya que tampoco venía con él de fábrica.
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| 0 A |
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| 10 mA |
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| 500 mA |
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| 1 A |
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| 2 A |
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| 5.26 A (Máximo) |
Como se aprecia, la respuesta no es del todo lineal, así que lo he ajustado para que sea más preciso en la escala inferior (hasta 1 A) que es la que suelo utilizar.
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| 32.3V (Máximo voltaje) |
Para la tensión, solo he tenido que ajustarlo para el voltaje máximo, ya que si es lineal y mide correctamente en todo el recorrido.
Una vez terminado y calibrado queda saber a que temperatura correrían peligro los transistores, para poner alguna advertencia en el frontal. Para ello se calcula la temperatura máxima mediante el procedimiento explicado en el artículo sobre
disipación térmica.
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| Cálculo de temperatura máxima |
Lo que se hace primero es calcular la resistencia térmica de los disipadores con la caja cerrada.
Vemos que la temperatura ambiente es de 25 ℃, se pone a funcionar con una carga de 20 W hasta que la temperatura se estabiliza, 45.5 ℃ en este caso. La diferencia entre ambas partido por la potencia disipada nos da una resistencia térmica de 1.025 ℃ por vatio.
Con el dato anterior, y utilizando como temperatura máxima ambiente 35 ℃ se decide que la máxima potencia que se puede disipar son 50 W, llegando el disipador a 86.25 ℃. Por lo que solo queda indicar el dato en el frontal.
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| Etiqueta con la temperatura máxima |
Ya está la fuente arreglada, pero como se ha visto, y conociendo como está el mercado de fuentes de alimentación hoy día, no la recomendaría ya que hay fuentes mucho más pequeñas y ligeras con un precio inferior.
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