fuentes de alimentación

Mucho cuidado con circuitos mal diseñados para obtener una mayor corriente

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El LM317 es un todo un clásico: un regulador de tensión lineal ajustable que proporciona una salida de entre 1,2 y 37 voltios con una corriente máxima de 1,5 A. Sus terminales principales son entrada (IN), salida (OUT) y ajuste (ADJ), y solo requiere dos resistencias externas para fijar el voltaje deseado. Incluye protecciones contra sobrecarga, limitación de corriente y exceso de temperatura, lo que lo hace más robusto que reguladores fijos. Funciona como regulador flotante, tolerando hasta 40 V de diferencia entre entrada y salida, y suele necesitar pocos condensadores si está cerca de los filtros de alimentación. La salida mínima estable es de 1,25 V, ideal para fuentes de laboratorio o proyectos con motores y LEDs.​

Para configurarlo, debemos conectar un resistencia fija (como 220-240 Ω) entre OUT y ADJ,y un potenciómetro (5 kΩ) entre ADJ y masa para ajustar el voltaje. En módulos comerciales step-down, el potenciómetro ya está integrado, aceptando entradas de 4-40 V y entregando hasta 2 A con disipador. Para corrientes mayores, se acopla con transistores como TIP35 o se usa el LM350.​

Este CI se emplea en fuentes de alimentación variables para prototipos, control de motores DC o estabilización de voltajes en IoT y electrónica embebida. En entornos como Arduino o ESP32, es útil para generar 3,3 V o 5 V estables desde baterías de 12 V. Requiere un disipador si la diferencia de voltaje genera calor significativo.

Ejemplo de Implementación

Este circuito utiliza el IC LM317 como regulador de voltaje variable. El voltaje de salida puede ajustarse entre 1,5V y 24V mediante el potenciómetro de 5KΩ. El condensador de 1000µF filtra el voltaje de entrada para mantenerlo estable, mientras que el condensador de 10µF en la salida reduce el rizado. La resistencia de 270Ω actúa como limitador de corriente de referencia para la regulación de voltaje.

Ejemplos de circuitos mal diseñados para obtener una mayor corriente

Es posible aumentar la corriente de salida del circuito anterior usando mosfet de potencia, pero no al modo de muchos tutoriales que existen circulando por la red. Aunque sí, es factible construir una fuente de alimentación regulada ajustable de hasta 40 A utilizando el LM317 con MOSFETs como el IRF4905 (P-channel, hasta -74 A, -55 V) , mucho cuidado con usar esquemas no verificados disponibles en redes sociales pues en muchos casos no van a funcionar. ​El LM317 solo soporta 1.5 A de forma nativa, y de hecho se puede combinar con MOSFETs en paralelo para desviar la corriente extra mientras el IC controla el voltaje de salida (típicamente 0-35 V). Circuitos probados usan varios IRF4905 conectados al OUT/ADJ del LM317, con una resistencia de puerta (como 10 Ω/10 W) para activación. Obviamente se necesitaran disipadores masivos con ventilador y un potenciómetro para ajuste.​​

En muchos esquemas disponibles en redes sociales aparece el IRF4505 que no debería estar en diseños estándar (posible error tipográfico por IRFP450, N-channel de 14 A/500 V, no compatible directamente), pero múltiples IRF4905 en paralelo si podrían alcanzan 40 A con baja Rds(on) de 0.02 Ω. Requiere entrada DC > salida + dropout (~3 V), protección contra cortos y buena refrigeración para evitar sobrecalentamiento.

El esquema erróneo es el siguiente (NO probar porque no funcionará):

La imagen muestra un módulo regulador de voltaje teórico basado en el LM317, diseñado para manejar corrientes elevadas (hasta 40 A) gracias al uso de transistores MOSFET de potencia IRF4905 e ¿IRF4505(MAL)?. En el diagrama esquemático revela los siguientes detalles:

  • Entrada de alimentación de 12 a 30 V DC.
  • El LM317 configurado para regular el voltaje.
  • Transistores MOSFET que permiten entregar altas corrientes.
  • Un regulador LM7812 para alimentar un ventilador de refrigeración.
  • Conexiones opcionales para un voltímetro externo.

Hay algunos detalles en el esquema que nos pueden dar que sospechar: claramente falta el potenciómetro para ajustar el voltaje de salida y claramente el segundo mosfet debería ser también un IRF4905 (hay un error tipográfico pues pone IRF4505) .Además los mosfet estan claramente mal conexionados pues en ambos cortocircuitan dos terminales (drain y source) y lo peor !en ambos transistores!. Además por si fuera poco se muestra una imagen (mas abajo) claramente generada con IA con las conexiones igualmente incorrectas ( obsérvese por ejemplo lo sospechoso de los cables rojo y negro que parecen salir de las clemas de entrada y salida):

En resumen hay que tener mucho cuidado pues con los esquemas de circuitos generados por la IA o por algunos aficionados porque no siempre son correctos como vemos en este ejemplo .

Cómo añadir una luz antifatiga a nuestro monitor

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En efecto podemos aprovechar una fuente de alimentación AC/DC , como la que proviene de un monitor de ordenador , que suele estar permanentemente conectado, para otros usos, dado que suelen estar siempre conectada a la red de suministro AC, así que para evitar tener tantos dispositivos conectadas a la red ca, ya que el monitor lo suele estar, podemos usar esta como una fuente auxiliar de 5V DC para muy pequeñas cargas ( como por ejemplo para añadir una luz auxiliar), pero para ello deberíamos seguir estos pasos:

  1. Identificar en primer lugar la fuente de alimentación: Localice la fuente de alimentación en su monitor. Por lo general, esta se encuentra aparte de forma similar a las de los ordenadores portátiles en forma de un adaptador de corriente que se conecta a una toma de corriente de pared. Existen también otro tipo que van como unidades aparte en la parte trasera del monitor. Asimismo también cabe la posibilidad de que vaya integrada en la electrónica interna del monitor, por lo que en ese caso se aconseja olvidar este hack por ser mucho mas complejo.
  2. Verificar la especificación de salida: Asegúrese de que la fuente de alimentación del monitor proporcione una salida de corriente continua (DC) y verifica la tensión nominal de salida. La mayoría de los monitores modernos utilizan una fuente de 20V DC.
  3. Utilizar un regulador de voltaje: Para obtener una salida de 5V DC, necesitará un regulador de voltaje. Puede utilizar un regulador lineal o un regulador de conmutación (también conocido como convertidor buck). Asegúrese de que el regulador pueda manejar la corriente necesaria para sus dispositivos.
  4. Conectar el regulador de voltaje: Conecte la entrada del regulador de voltaje a la salida de la fuente de alimentación del monitor. Asegúrese de conectar correctamente los polos positivo y negativo.
  5. Ajustar la salida del regulador: Si está utilizando un regulador ajustable, asegúrese de ajustar la salida a 5V DC. Algunos reguladores tienen un potenciómetro para ajustar la tensión de salida.
  6. Conectar su dispositivo: Una vez que haya ajustado la salida del regulador a 5V DC, puede conectar su dispositivo que requiera alimentación de 5V a la salida del regulador.

Es importante tener en cuenta la capacidad de corriente de la fuente de alimentación del monitor y del regulador de voltaje para asegurarse de que puedan proporcionar suficiente corriente para sus dispositivos sin sobrecargarlos. Además, tenga en cuenta que modificar la fuente de alimentación del monitor puede anular la garantía del mismo, así que proceda con precaución. Si no está seguro de cómo hacerlo, es recomendable buscar ayuda de alguien con experiencia en electrónica.

EJEMPLO PRACTICO

Bien ,vamos a ver un ejemplo de como aprovechar la fuente de un monitor Acer cuya tensión es de unos 20V DC para obtener una tensión auxiliar para una pequeña carga, dado que estas deberían estar sobredimensionadas y no debería generar ningun problema usarla para alimentar una pequeña carga como es una luminaria de leds (obviamente si tiene dudas o el monitor es nuevo no se recomienda ).

En primer lugar, comprobaremos con un polímetro la salida de la fuente del monitor o del equipo . En este punto es importante, que aunque no suele ser frecuente, algunas fuentes antiguas solían ser solo de AC/AC ( es decir solo contaban con un transformador clásico y no llevaban por tanto ningun rectificador ) por lo que no nos servirán, a no ser que añadamos un puente de diodos apropiado.

Vemos que en nuestro caso, la fuente del monitor nos da 19V DC . Observe con cuidado la polaridad, porque es relevante para conectar el adaptador a 5v DC donde deberemos respetar la polaridad, o de lo contario no funcionara nuestro nuevos adaptador.

Bueno , tomaremos ahora un adaptador DC/DC de 5v DC que suelen venir encapsulados herméticamente. Por ejemplo este modulo https://amzn.to/3uuCOCv es una excelente opción.

Este dispositivo es un convertidor de CC que puede transformar el voltaje de entrada de 8-58V a una salida de 5V y 3A. Su carcasa está fabricada con silicona ignífuga, lo que garantiza una baja producción de calor durante su uso. Además, cuenta con múltiples medidas de protección, incluyendo protección contra conexión inversa, sobre-corriente, sobrecalentamiento y sobretensión, lo que lo hace seguro de utilizar. Este convertidor está completamente sellado y su carcasa externa actúa como un disipador de calor, lo que lo hace resistente al agua, a prueba de golpes, a la humedad y al polvo, asegurando una mayor durabilidad. Es ideal para una variedad de dispositivos eléctricos de 5V, como pantallas LED para automóviles, cámaras de monitor, ventiladores, bombas de agua, motores, routers, entre otros.

Respetando la polaridad conectaremos la entrada del convertidor ( vienen marcadas como IN) al cable antes el conector de la fuente (obviamente con la fuente desconectada).

Bien, conectamos la fuente principal y comprobaremos que a la salida del convertidor ( marcada como OUT ) obtenemos los 5v DC. Si todo es correcto, esta salida nos puede servir, si la usamos con precaución para una infinidad de usos, por ejemplo en nuestro caso, para conectar una luz auxiliar con un sensor de movimiento para reducir la fatiga ocular.

Para que sea mas sencillo usar esta salida de 5v DC, podemos conectar un conector USB hembra, pero en vez de comprarlo , suele ser mas sencillo por ejemplo reciclar un viejo HUB USB que ya no usemos al que con cuidado cortaremos el cable macho USB –

Respetando la polaridad escrupulosamente conectaremos el cable USB a la salida del convertidor: el cable rojo siempre es el positivo y el negativo suele ser el negro, pero puede ser que se use el verde o naranja para el positivo y el azul para el negativo .

Una vez probado que en la salida del hub USB tenemos salida DC de 5V, nos toca el ultimo paso, que es conectar una luminaria con sensor de movimiento reciclada en nuestro caso al que quitaremos la bateria y en su lugar conectaremos un cable USB respetando con cuidado la polaridad.

Probaremos antes de nada la luminaria y acto seguido aislaremos las partes expuestas para evitar contactos no deseados, cerraremos con cinta o pegamento el conjunto y finalmente con cinta de doble cara pegaremos el conjunto donde nos venga mas adecuado.