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Convertidor DC / AC con el 555 (ART329S)

   Si bien la potencia de este circuito no es elevada, se puede utilizar para alimentar pequeños electrodomésticos y electrónicos que exijan 110 V con frecuencia de 50 Hz o 60 Hz. La señal es aproximadamente senoidal, dependiendo de la optimización del filtro formado por L1 y C4 . El circuito funciona con entradas de 5 a 15 V.

   Describimos el montaje de un convertidor AC / DC o Inversor de potencia que genera una alta tensión alternada a partir de una entrada de tensión continua.

   La frecuencia puede ajustarse con un cierto margen de precisión para que pueda estar cerca de 50 Hz o 60 Hz según la aplicación.

   La potencia, del orden de hasta 10 W, dependiendo del transformador usado, exige que los transistores sean montados en radiadores de calor.

 

Montaje

  En la figura 1 tenemos el circuito completo del variador.

 

Figura 1 - Diagrama completo del convertidor
Figura 1 - Diagrama completo del convertidor

 

 

   El montaje en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2.

 

Figura 2 - Placa de circuito impreso para el montaje
Figura 2 - Placa de circuito impreso para el montaje

 

 

   Como podemos ver por el diagrama, el circuito consiste en un oscilador de 50 Hz o 60 Hz, elaborado en torno a un circuito integrado 555.

   La frecuencia de este oscilador depende de R1, R2, P1 y del condensador C2. En P1 podemos hacer el ajuste fino de la frecuencia conectando un frecuencímetro en el pin 3 del CI o aún un osciloscopio.

   La señal rectangular generada por este circuito se aplica a dos transistores complementarios para obtener una amplificación.

   Como la señal obtenida en la salida de esta etapa de potencia sigue siendo rectangular un filtro LC se utiliza para hacer que la tensión de excitación del transformador sea lo más cercana posible a una señal sinusoidal.

   Este filtro está formado por el capacitor C4 y el inductor de 1 mH. Este inductor debe ser de tipo apropiado para soportar la corriente del inversor que puede superar 1 A.

   El valor de C4 debe cambiarse para obtener la forma de onda ideal en la salida. El filtro también puede necesitar cambios de ajuste según la inductancia del transformador utilizado como carga.

   T1 es un transformador de fuente de alimentación con un primario de 110 V o 220 V (según la tensión deseada en la salida) y un secundario de 5 a 15 V x 1 A según la tensión de alimentación.

    Los transistores equivalentes a los indicados pueden ser usados, incluso Darlingtons, en cuyo caso R3 puede ser aumentado a 2,2 k ohmios.

 

Prueba y uso

   Si el lector puede contar con un osciloscopio, el ajuste de la forma de onda de salida puede ser más preciso. De otro modo, un frecuencímetro ya será suficiente para obtener al menos la frecuencia correcta de operación.

   Al conectar una carga en la salida (una lámpara de 110 V x 5 W, por ejemplo), se ajusta P1 para obtener la frecuencia y la forma de onda senoidal en la salida.

   Si la tensión de salida es senoidal se pueden cambiar los valores de C4 y L1 para obtener una menor distorsión posible.

   Si la tensión cae demasiado en la salida cuando la carga está conectada, es porque la carga requiere más corriente que el inversor puede proporcionar.

   Recordamos que la energía no se puede crear. Así, la potencia que se obtiene en la salida es menor (o al máximo igual) a la potencia aplicada a la entrada del circuito.

   No se puede alimentar un amplificador de 100 W con un circuito que drena 1 A de una fuente de 12 V (12 W).

 

   Obs.: las experiencias se pueden hacer con transformadores más grandes y también transistores más potentes, en cuyo caso se pueden obtener mayores potencias de salida. Sin embargo, observamos que existe límite para la capacidad de excitación del circuito integrado usado.

 

   Para potencias mucho más grandes, los transistores Darlington o incluso Power FET complementarios son los más indicados.

 

CI-1 - 555 - circuito integrado, temporizador

Q1 - TIP41C - transistores NPN de potencia

Q2 - TIP42C - transistores PNP de potencia

R1 - 12 k ohms x 1/8 W - resistor

R2 - 47 k ohms x 1/8 W - resistor

R3 - 150 ohms x 1/8 W - resistor

P1 - 47 k ohms - trimpot

C1, C2 - 100 nF - capacitores cerámicos o poliéster

C3 - 10 nF - capacitor de cerámica o poliéster

C4 - 2 700 uF x 25 V - capacitor electrolítico

T1 - Transformador - ver texto

L1 - 1 mH - inductor - ver el texto

F1 - 2 A - fusible

 

Varios:

Placa de circuito impreso, radiadores de calor para los transistores, caja para montaje, hilos, soldadura, etc.

 

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