EVARIAC, nueva versión de fuente universal 300V 3A (2º Parte)

La plaqueta de control de la fuente EVariac

En la figura 1 se puede observar el circuito de la plaqueta de control realizado en un laboratorio virtual Live Wire (LVW). Lamentablemente los simuladores no soportan por ahora microprocesadores programables (por lo menos los que están disponibles en la Argentina) así que el simulador solo sirve para presentar un circuito ordenado y prolijo.

Fig.1

Nuestro PIC realiza una función muy simple. Genera un pulso por RB1 (pata7) que ceba al triac. Una vez cebado solo una reducción de su tensión de ánodo a cero puede cortarlo y dejarlo cortado para un próximo ciclo de cebado. Esta sencilla tarea guió al autor en el diseño del programa. Hay algo muy evidente; el pulso de salida debe estar sincronizado con el pasaje por cero de la tensión de red y esto requiere un circuito detector de pasaje por cero armado alrededor del transistor Q1.

Vamos a emplear el laboratorio virtual para verificar las formas de señal de nuestro detector de pasaje por cero, que funciona con la señales alternas tomadas del mismo transformador que genera la tensión de fuente de 5V para el PIC.

Fig.2

En la parte superior se encuentra la fuente del PIC con su regulador de 5V. Con los diodos D3 y D4 se genera sobre R1 una señal con los semiciclos negativos rectificados que se puede observar en la figura 3.

Fig.3

Cuando la tensión rectificada supera el valor de 1V el transistor detector de pasaje por cero tiene suficiente tensión como para saturarse y generar una tensión nula en colector. El resto del tiempo permanecerá cortado generando un pico igual a la tensión de fuente de 5V. Como podemos observar el circuito en realidad no detecta cero voltios sino un valor de 1V, pero el desfasaje generado por esta condición puede ser corregido posteriormente en el programa colocando una demora que haga que el flanco positivo de la señal de colector coincida precisamente con el cero de la señal rectificada.

El pulso de colector ingresa en el PIC por la pata 6 RB0 sincronizando el programa que posteriormente genera los pulsos de salida por la pata 7 RB1. Esta pata genera un pulso corto de 5 V (solo dura 100 uS) que dispara al tiristor mediante una red RC (R1 y C4) que sirve para evitar que la compuerta capte pulsos espurios.

En las patas 10,11,12 y 13 (RB4 a RB7) se conectan los pulsadores que al ser leidos por el programa modifican la fase del pulso de salida cambiando de ese modo la tensión de salida de la fuente. Observe que cada pata debe tener conectado un resistor de pull-up de 10K.

En las patas 15 y 16 se conecta el cristal de 4 MHz con sus capacitores desfasadores C5 y C6 de 20 pF. Este circuito genera el clock del microprocesador.

Por ultimo en la parte inferior derecha se encuentra el transistor detector de sobrecargas. La corriente circulante por el tiristor genera un pulso con forma de arco de sinusoide deformado al pasar por el paralelo formado por R6 R7 R8 R12 y R13. este pulso se aplica a la base del transistor sensor de modo que este se sature cuando supera los 0,6V. En realidad entre los resistores de sobrecorriente y la base se conecta un divisor de tensión formado por R11 y R16 que permite ajustar la tensión de base con mas facilidad. El capacitor C9 de .1 uF evita que cualquier pulso de ruido pueda disparar al transistor sensor de sobrecorriente.

El nivel de protección de sobrecorriente puede ser variable si en lugar de colocar el resistor R16 se coloca un resistor fijo de 100 Ohms y un potenciómetro de 1K tal como lo indica el circuito. Posteriormente se puede realizar una escala en el frente del instrumento para indicar el valor de corte en función de la posición de la perilla de este potenciómetro.

El colector del transistor sensor puede ser enviado a la pata 4 de reset o a la pata 2 RA3 mediante un puente de alambre (P1).

Por último se puede observar el tiristor D7 y la red antirradiación formada por R14 y C10.

En la figura 4 se presenta la lista de materiales de la plaqueta de control.

Fig.4

Todos los resistores son de 1/8 o ¼ de W salvo los resistores shunt de .33 Ohms que son obligatoriamente de ¼ de W. Los capacitores son cerámicos disco de 50V salvo el capacitor C10 que debe ser de poliéster metalizado de 630V.

Agregue a la lista un microprocesador PIC16F84A de 20 MHz y un triac adecuado a la fuente que desea construir. Si esta construyendo la versión TV puede usar un TIC126D sin necesidad de agregarle un disipador de aluminio. En caso de armar la versión general deberá colocar un disipador de unos 10 cm 2 . Por supuesto debe agregar la plaqueta de circuito impreso y otros materiales. Esta lista no incluye la lista de materiales de la sección principal que se emite por separado.