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Una Fuente para Banco Variable 1.25V a 35V con Transistor 13007 y LM317: Transformando Componentes Reciclados en Equipo Profesional
¡Hola, entusiastas de la electrónica!
Si eres ingeniero, técnico, aficionado o simplemente un "Maker" como yo, probablemente acumulas componentes de reciclaje en casa o en el laboratorio. Entre los tesoros más comunes encontrados en fuentes conmutadas de computadora está un transistor muy conocido en el mundo de los makers: el 13007.
Este transistor, diseñado para conmutación rápida y con excelente capacidad de corriente de colector, es perfecto para nuestro proyecto de hoy: una fuente de banco de alta corriente que transformará aquellos componentes olvidados en una herramienta indispensable para tus proyectos.
💡 Consejo del especialista: Este proyecto demuestra cómo es posible reutilizar componentes de fuentes de computadora para crear equipos de alta calidad, ahorrando recursos y contribuyendo a la sostenibilidad en la electrónica.
📖 Especificaciones del Regulador de Tensión LM317
El LM317 es un regulador de tensión positivo de 3 terminales ajustable capaz de proporcionar una corriente de 1,5A en un amplio rango de tensión de salida de 1,25 a 35 V.
Para nuestra fuente de banco, sin embargo, esta corriente máxima sería limitada. Aquí es donde entra la genialidad de nuestro proyecto: vamos a incrementar el circuito con dos transistores para crear un Booster que multiplicará la capacidad de corriente del sistema.
Con esta modificación, podemos entregar fácilmente 10 Amperios con tensión variable entre 1.25 a 37 Voltios, usando solo dos transistores NPN 13007 (o 13009, que soporta hasta 12A).
| Componente | Especificación Estándar | Con Modificación |
|---|---|---|
| Corriente Máxima | 1.5A | 10A |
| Rango de Tensión | 1.25V - 35V | 1.25V - 37V |
| Componente Adicional | - | 2x Transistores 13007 |
🔌 Diagrama Esquemático
El diagrama esquemático del circuito eléctrico está dispuesto en la Figura 2, que muestra la disposición de cada componente y sus conexiones. Como puedes observar, el montaje es bastante simple y directo, incluso para principiantes en electrónica.
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| Fig 2 - Diagrama Esquemático Fuente Variable 1.25 a 35V 10A |
⚠️ Nota importante: Al montar este circuito, presta atención especial a la polaridad de los componentes, especialmente diodos y capacitores electrolíticos. Una conexión incorrecta puede dañar permanentemente los componentes.
🛠️ Funcionamiento
Los transistores 13007 (que pueden tener diferentes prefijos como D13007, MJE13007, SDT13007, etc.) están configurados en modo seguidor de emisor. Esto significa que la tensión de salida a través de los emisores será igual a la tensión de salida del CI LM317.
Cuando ajustas el potenciómetro del LM317 para una tensión específica, los dos transistores de potencia reproducen esa misma tensión en sus emisores. Como los colectores de estos transistores están conectados en paralelo, formando un puente de alta corriente, transforman la capacidad limitada del LM317 (máximo de 1.5A) en una fuente capaz de proporcionar corriente mucho mayor.
✨ Analogía didáctica: Piensa en el LM317 como el "cerebro" que controla la tensión, mientras que los transistores 13007 funcionan como "músculos" que proporcionan la fuerza necesaria para entregar alta corriente. Juntos, forman un equipo eficiente donde cada componente desempeña su papel ideal.
La capacidad máxima de corriente final dependerá tanto de los transistores utilizados como de la especificación del transformador de la fuente de alimentación que alimentará este circuito.
🌡️ La Importancia Vital del Disipador de Calor
La disipación térmica es uno de los aspectos más críticos en este proyecto. Los transistores 13007 operando a altas corrientes generan calor significativo que, si no se disipa adecuadamente, puede llevar a fallas catastróficas. Piensa en el disipador como el sistema de enfriamiento de un motor de alto rendimiento - sin él, el sobrecalentamiento es inevitable.
El calor excesivo no solo reduce la vida útil de los transistores, sino que también afecta la estabilidad de la tensión de salida. Para operaciones continuas por encima de 5A, un disipador robusto con área suficiente y, idealmente, ventilación forzada es indispensable.
No escatimes en este componente. Invertir en un buen sistema de disipación térmica, incluyendo pasta térmica de calidad, es la diferencia entre una fuente confiable y un proyecto frustrado. Recuerda: en la electrónica de potencia, el calor es el enemigo número uno de la longevidad de tu proyecto.
🧾 Lista de Materiales Completa
Para construir esta fuente de banco de alta corriente, necesitarás los siguientes componentes. Hemos organizado la lista de forma clara para facilitar tu compra o verificación en el inventario:
| Componente | Especificación | Observaciones |
|---|---|---|
| CI | LM317 | Regulador de tensión ajustable |
| T1, T2 | MJE13007 | Transistores de potencia NPN |
| D1, D2 | 1N4007 | Diodos rectificadores |
| C1 | 4700 uF - 63V | Capacitor electrolítico de filtro principal |
| C2 | 10 uF - 63V | Capacitor electrolítico de estabilización |
| C3 | 47 uF - 63V | Capacitor electrolítico de salida |
| R1 | 220 ohmios | Resistor (rojo, rojo, marrón) |
| R2, R3 | 0,22 ohmios - 5W | Resistores de potencia (rojo, rojo, oro) |
| P1 | 4,7 k ohmios | Potenciómetro lineal o logarítmico |
| B1, B2 | Bornes de conexión 2 vías | Tipo soldable para entrada y salida |
| Otros | Cables, Soldaduras, etc. | Material básico para montaje |
💡 Consejo del especialista: Si no encuentras el transistor 13007, puedes sustituirlo por el 13009, que soporta hasta 12A de corriente de colector. Esto dará un margen de seguridad aún mayor para tu fuente.
🔧 ¿No encontraste el transistor 13007? ¡No te preocupes! Ofrecemos una herramienta exclusiva de Sustitución de Transistores por Cruce de Datos que te ayuda a encontrar alternativas compatibles. Solo accede a nuestra herramienta de sustitución, introduce el código del transistor y obtén una lista de sustitutos directos y equivalentes que funcionarán perfectamente en este circuito.
💡 Consejos de Montaje y Seguridad
Para garantizar el funcionamiento correcto y seguro de tu fuente de banco, sigue estas recomendaciones importantes:
⚠️ Precauciones Esenciales
- Disipación de calor: Los transistores 13007 deben montarse en un buen disipador de calor, ya que operarán con altas corrientes y generarán calor significativo. Considera usar pasta térmica para mejorar la transferencia de calor.
- Aislamiento: Si los transistores se montan en el mismo disipador, usa aisladores de mica para evitar cortocircuitos entre los colectores.
- Ventilación: Para operaciones continuas a alta corriente, considera añadir un pequeño ventilador para ayudar en el enfriamiento de los componentes.
- Transformador adecuado: Utiliza un transformador con capacidad de corriente compatible con tus necesidades (mínimo 10A para aprovechar todo el potencial del circuito).
🔍 Prueba y Ajuste del Circuito
Después de montar el circuito, sigue estos pasos para probar y ajustar tu fuente:
- Verificación inicial: Antes de encender, verifica todas las conexiones, especialmente la polaridad de los diodos y capacitores electrolíticos.
- Prueba sin carga: Conecta un multímetro a la salida y gira el potenciómetro para verificar si la tensión varía correctamente entre 1.25V y aproximadamente 37V.
- Prueba con carga: Conecta una carga resistiva (como una lámpara o resistor de potencia) y verifica si la fuente mantiene la tensión regulada.
- Monitoreo de temperatura: Durante las pruebas, monitorea la temperatura de los transistores y del LM317. Si algún componente se calienta excesivamente, apaga inmediatamente y verifica las conexiones.
👉 Posibles Mejoras y Modificaciones
Después de construir tu fuente básica, puedes considerar estas mejoras para hacerla aún más versátil:
- Adición de voltímetro y amperímetro: Instala medidores digitales para visualización directa de la tensión y corriente de salida.
- Limitación de corriente: Implementa un circuito de protección contra sobrecorriente para proteger tus proyectos.
- Protección contra inversión de polaridad: Añade un diodo en la entrada para proteger el circuito contra conexiones incorrectas.
- Múltiples salidas: Crea terminales de salida fijos (como 5V y 12V) además de la salida variable.
❓ Preguntas Frecuentes (FAQ)
¿Puedo usar otros transistores además del 13007?
¡Sí! Puedes usar transistores con características similares, como 13009, 2SC5200 o incluso TIP35C, siempre que sean NPN y soporten la corriente deseada. Verifica siempre el datasheet para compatibilidad. Para facilitar tu búsqueda, utiliza nuestra herramienta: Transistor BJT Equivalente Por Cruce de Datos, que proporcionará alternativas compatibles basadas en las características eléctricas necesarias.
¿Cuál es la potencia máxima que esta fuente puede proporcionar?
La potencia máxima dependerá de la tensión de salida y del transformador utilizado. Por ejemplo, a 12V con 10A, tendrías 120W. Recuerda que los transistores necesitarán disipar el calor resultante de la diferencia entre la tensión de entrada y la de salida.
¿Es posible añadir control de corriente?
Sí, es posible implementar un circuito de control de corriente, pero esto requerirá modificaciones más complejas en el circuito original. Existen diversos proyectos en línea que muestran cómo añadir esta funcionalidad.
👋 Conclusión
Con este proyecto, has transformado componentes simples en una fuente de banco profesional, capaz de satisfacer las necesidades más exigentes de tus proyectos electrónicos. Además del ahorro, has desarrollado habilidades prácticas y comprendido mejor el funcionamiento de las fuentes de alimentación.
🎉 Desafío para ti: Después de construir tu fuente, comparte una foto en los comentarios o en nuestras redes sociales. ¡Nos encantaría ver tu creación y cómo personalizaste el proyecto! Si tienes dificultades para encontrar algún componente, recuerda usar nuestra herramienta: Transistor BJT Equivalente Por Cruce de Datos, para encontrar alternativas compatibles.
Artículo original publicado en FVML (portugués) – 12 de Agosto de 2019
👋 ¡Espero que lo hayas disfrutado!
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