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Fuente SMPS Compacta 5-25V 3A con TNY268
Fuente de alimentación conmutada compacta de 3A: Construye tu propia solución de 5V-25V con TNY268 y PCB
¡Hola, entusiastas de la electrónica!
En este artículo, discutiremos una mini fuente de alimentación conmutada que proporciona una salida de 5V a 25Vdc. Esta fuente de alimentación es perfecta para varios dispositivos electrónicos que requieren una fuente de alimentación estable y confiable.
Esta es una fuente de alimentación basada en el Circuito Integrado TNY268, que forma parte de una serie de circuitos TinySwitch-II: TNY263, TNY264, TNY265, TNY266, TNY267 y TNY268.
Para una fuente de alimentación conmutada tipo Flyback como la propuesta, este CI es ideal, ya que integra en su encapsulado los componentes necesarios para su funcionamiento:
- Control PWM, Mosfets de Potencia
- Protección contra sobrecorriente
- Protección contra sobrecalentamiento
- Sistema de Autoalimentación
No necesita devanados auxiliares, lo que lo convierte en un CI completo, con encapsulado DIP8, con una frecuencia de trabajo PWM de 132kHz y un voltaje de hasta 700V.
Profundizaremos en las especificaciones técnicas, el diseño y las características de esta fuente de alimentación y cómo se compara con otros productos similares en el mercado.
📖 Especificaciones Técnicas
La mini fuente de alimentación conmutada tiene un rango de voltaje de entrada de 80V a 260V AC, lo que la hace adecuada para su uso en diferentes partes del mundo.
Proporciona un voltaje de salida que puede ser regulado entre 5V y 25V, con una corriente de hasta 3A, dependiendo de la configuración que elijamos.
La fuente de alimentación también tiene protección contra cortocircuitos y protección contra sobrevoltaje, garantizando la seguridad de los dispositivos conectados.
ℹ️ Diseño
La mini fuente de alimentación conmutada tiene un diseño compacto, con dimensiones de 55mm x 26mm x 21mm. La fuente de alimentación está encapsulada en una caja de plástico que protege el circuito del polvo y otros factores ambientales.
La fuente de alimentación tiene un conector estándar WJ2EDGVC-5.08-2P, lo que facilita la conexión de diferentes dispositivos electrónicos.
⚠️ ¡Cuidado!⚠️
"Este circuito funciona directamente conectado a la red eléctrica, esto es extremadamente peligroso, cualquier descuido, o conexiones incorrectas, error de diseño, o cualquier otra ocasión, puede llevar a daños irreversibles.
No somos responsables de ningún tipo de ocurrencia. Si no tienes suficiente experiencia, no construyas este circuito, y si lo construyes, al probarlo, asegúrate de tener las protecciones adecuadas y estar acompañado por alguien más."
🛠️ Características
Una de las características destacadas de esta mini fuente de alimentación conmutada es su eficiencia. Tiene una alta calificación de eficiencia de hasta el 85%, lo que significa que desperdicia menos energía en calor en comparación con otros productos similares.
Esta característica es especialmente importante para dispositivos electrónicos que funcionan con baterías, ya que ayuda a extender su vida útil.
Otra característica de esta fuente de alimentación es su bajo rizado y ruido. La fuente de alimentación tiene un voltaje de rizado inferior a 50mV, lo que garantiza que los dispositivos conectados reciban una fuente de alimentación estable y sin ruido.
Esto es especialmente importante para dispositivos de audio, donde cualquier ruido en la fuente de alimentación puede causar ruido no deseado en la salida de audio.
🧷 TNY268 - Pinout y Descripción
El TNY268 está empaquetado en una estructura DIP-8B para pines perforados y un paquete SMD-8B para SMD.
El paquete es similar al conocido CI LM555, con la excepción del pin 6 oculto en el TNY268, como podemos ver en el pinout de la Figura 2, a continuación.
🔩 Dejamos a continuación la descripción de cada pin del Circuito Integrado TNY268 para facilitar nuestra comprensión.
-
DRAIN (D): Conexión del drenaje del MOSFET de potencia. Proporciona
corriente de operación interna para el arranque y el funcionamiento en
estado estable.
-
BYPASS (BP): Punto de conexión para un capacitor de derivación externo
de 0.1 µF para la fuente generada internamente de 5.8 V.
-
ENABLE/UNDERVOLTAGE (EN/UV): Este pin tiene dos funciones:
habilitación de entrada y detección de subvoltaje de línea. Durante el
funcionamiento normal, la conmutación del MOSFET de potencia es
controlada por este pin. La conmutación del MOSFET termina cuando se
extrae una corriente mayor a 240 μA de este pin.
Este pin también detecta condiciones de subvoltaje de línea a través de una resistencia externa conectada al voltaje de línea DC. Si no hay una resistencia externa conectada a este pin, TinySwitch-II detecta su ausencia y deshabilita la función de subvoltaje de línea.
-
SOURCE (S): Circuito de control común, conectado internamente a la
fuente del MOSFET de salida.
- SOURCE (HV RTN): Conexión de fuente del MOSFET para retroalimentación de alto voltaje.
🔌El Circuito de la Fuente de Alimentación Conmutada
El Circuito de la Mini Fuente de Alimentación Conmutada con TNY268 para salida de 5V - 24V, 3A es un diseño simple pero potente, como se muestra en la Figura 3 a continuación.
Sin embargo, debido a la implicación de la electricidad, requiere un manejo cuidadoso y al menos conocimientos intermedios de electrónica para ensamblar el circuito.
El diagrama esquemático del Circuito de la Mini Fuente de Alimentación Conmutada está bien diseñado y es fácil de entender. Incluye un controlador TNY268 que regula el voltaje y la corriente de salida de la fuente de alimentación.
El circuito tiene algunos componentes esenciales como capacitores, resistencias, diodos y un inductor, que trabajan juntos para proporcionar energía estable y eficiente.
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🔧 Regular el Voltaje de Salida
El voltaje de salida se ajusta a través de dos parámetros en el circuito:
- El diodo D4, que es un diodo Zener de potencia de 1W.
- El devanado secundario del transformador.
📌 El Diodo Zener
El diodo zener D4, es el diodo que ajustará el voltaje de salida,
debemos configurarlo de la siguiente manera,
cuando el voltaje
deseado es Xv, el diodo zener debe tener un voltaje Xv - 1.
El diodo debe ser 1V más bajo que el voltaje nominal de la fuente de alimentación, este voltaje más bajo se debe a que el fotoacoplador está conectado en serie con el diodo zener, y como es un diodo tipo "LED", tenemos la caída de voltaje en él.
💡 Por ejemplo:
Para obtener un voltaje de 5V
en la salida de la fuente de alimentación:
- El diodo zener D4 = 4V. Usamos un diodo zener comercial de 4.3V, 1N4731.
- El diodo zener D4 = 8V. Usamos un diodo zener comercial de 8.2V, 1N4738.
- El diodo zener D4 = 11V. Usamos un diodo zener comercial de 11V, 1N4741.
- El diodo zener D4 = 24V. Usamos un diodo zener comercial de 24V, 1N4749.
🌀 El Transformador
El transformador utilizado en este circuito fue un transformador de alta frecuencia, comúnmente encontrado en fuentes de alimentación de PC, como se ilustra en la Figura 4 a continuación, un modelo de transformador de Ferrita EE-25.
✔️ Devanado del bobinado primario
El primario se devanará para soportar un voltaje entre 85V y 260V, y esto se hará devanando 140 vueltas de alambre esmaltado 33AWG, o alambre de 0.18 mm de diámetro.
Inmediatamente después de devanar el primario, coloque cinta aislante apropiada, con aislamiento eléctrico y térmico, para aislar el primario del secundario.
✔️ Devanado del bobinado secundario
El secundario se devanará según el voltaje de salida deseado, y esto se hará de tal manera que, por cada 1V deseado, se devanen 1.4 vueltas de alambre esmaltado 17AWG o alambre de 1.15 mm.
👉 El cálculo para un voltaje de salida de 5V se puede lograr usando la fórmula a continuación:
- N = Número de Vueltas
- V = Voltaje Deseado
- C = Constante = 1.4
- V = 5V
- C = 1.4
- N = ?
- N = 5 * 1.4
- N = 7 vueltas
👉 El cálculo para un voltaje de salida de 9V:
- V = 9V
- F = 1.4
-
N = ?
- N = 9 * 1.4
- N = 12.6 = ~13 Vueltas
👉 El cálculo para un voltaje de salida de 12V:
- V = 12V
- F = 1.4
-
N = ?
- N = 12 * 1.4
- N = 16.8 = ~17 Vueltas
👉 El cálculo para un voltaje de salida de 24V:
- V = 25V
- F = 1.4
-
N = ?
- N = 25 * 1.4
- N = 35 Vueltas
Para salida de 24V, tenemos 37 vueltas para devanar en el secundario.
📝 Lista de Materiales
Semiconductores
- U1 ......... Circuito Integrado TNY268P
- OPT....... Optoacoplador TLP181
- D1, D2 ... Diodo 1N4007
- D3 ......... Diodo Rápido FR307
- D4 ......... Diodo Zener *Ver Texto
Resistencias
- R1 .... Resistencia 10Ω / 1W (marrón, negro, negro, dorado)
- R2 .... Resistencia 200KΩ / 1/4W (rojo, negro, amarillo, dorado)
- R3 .... Resistencia 470Ω / 1/4W (amarillo, violeta, marrón, dorado)
Capacitores
- C1 ....... Capacitor Electrolítico 47uF/400V
- C2 ....... Capacitor de Poliéster 2.2nF
- C3 ....... Capacitor de Poliéster 100nF
- C4 ....... Capacitor Electrolítico 470uF/35V
Varios
- T1 ......... Transformador de Ferrita EE-25
- P1, P2 ... Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
- Otros... PCI, Cables, Soldaduras, Etc.
🖨️Circuito Impreso (PCB) - Descarga
En la Figura 5 a continuación, ponemos a disposición el PCI en archivos GERBER, PDF y JPEG, para aquellos que quieran crear un ensamblaje más optimizado, ya sea en casa, o si prefieres, en una empresa que imprima la placa.
📥 Archivos para Descargar, Enlace Directo:
Para descargar los archivos necesarios para ensamblar el circuito electrónico, simplemente haz clic en el enlace directo proporcionado a continuación:
Haz clic en el enlace al lado: Archivos GERBER, PDF y PNG
🧾 Conclusión
En conclusión, la mini fuente de alimentación conmutada que proporciona una salida programable de 5V a 25Vdc es una excelente opción para varios dispositivos electrónicos. Su diseño compacto, alta eficiencia y bajo rizado y ruido la destacan en comparación con otros productos similares en el mercado.
Sus características de seguridad, como la protección contra cortocircuitos y la protección contra sobrevoltaje, garantizan que los dispositivos conectados estén protegidos contra daños. Si estás buscando una fuente de alimentación confiable y eficiente para tus dispositivos electrónicos, entonces esta mini fuente de alimentación conmutada es una excelente opción.
✨ Nuestro Agradecimiento y Próximos Pasos
Esperamos sinceramente que esta guía haya sido útil y enriquecedora para tus proyectos. ¡Gracias por dedicar tu tiempo a este contenido!
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