¿Qué es una fuente de alimentación simétrica o dual?
Una fuente de alimentación simétrica dual proporciona dos voltajes opuestos (simétricos) respecto a una referencia común, generalmente llamada tierra o masa. Un ejemplo común es una fuente que entrega +12V y -12V, con 0V como punto de referencia. Estas fuentes son útiles para circuitos que requieren tensiones positivas y negativas, como amplificadores operacionales y circuitos analógicos.
En los estándares de sistemas modulares de sintetizadores se usa con mucha frecuencia. El formato Eurorack usa tensiones Eurorack, +12V, -12V y +5V. Otros formatos usan +15V y -15V, o +18V y -18V.
La simetría significa que las tensiones positiva y negativa son iguales en magnitud pero de polaridad opuesta. Por ejemplo, si tienes +15V y -15V, la diferencia de potencial entre ellas es de 30V, y 0V actúa como punto medio o masa.
La masa o tierra es el punto de referencia común para ambas tensiones. Es donde se conecta el terminal negativo de una fuente simple o donde se establece el punto cero en una fuente simétrica. En electrónica, GND significa «Ground», que en español se traduce como tierra o masa.
Las fuentes simétricas son esenciales en muchos circuitos electrónicos, especialmente aquellos que manejan señales analógicas o requieren polaridades opuestas para su funcionamiento. Por ejemplo, los amplificadores operacionales (op-amps) a menudo requieren tensiones tanto positivas como negativas para amplificar señales tanto por encima como por debajo de la referencia de tierra.
Una fuente simétrica puede construirse utilizando un transformador con doble devanado (también llamado transformador de toma media) o utilizando dos fuentes de alimentación simples y conectándolas de manera adecuada. Algunos circuitos integrados están diseñados específicamente para generar tensiones simétricas a partir de una sola tensión de entrada.
¿Cómo se construye una fuente de alimentación simétrica de 12V?
Para construir una fuente de alimentación simétrica de 12 V, generalmente se necesita un transformador, un puente rectificador, filtros y reguladores.
Se necesita un transformador. Usar un transformador que reduzca la tensión de la red eléctrica (por ejemplo, 24 V en secundario) para obtener una tensión adecuada para la salida de 12 V en modo simétrico.
Luego hay que conectar un puente rectificador de diodos para convertir la corriente alterna (AC) en corriente continua pulsante.
Como filtros, añadir uno o varios condensadores grandes en la salida del rectificador para suavizar la señal y reducir las fluctuaciones.
Usar reguladores de voltaje (como los LM7812 y LM7912) para obtener salidas estables de +12 V y -12 V.
Por tanto, los pasos a seguir son los siguientes:
Paso 1 . Transformación. Utiliza un transformador con toma central, por ejemplo, de 24V con toma central, para obtener +12, -12V y tierra.
Paso 2 . Rectificación. Conecta un puente rectificador de onda completa a las salidas del transformador para convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC).
Paso 3 . Filtrado. Añade capacitores electrolíticos de alto valor, por ejemplo, 2200uF a 35V, después del rectificador para suavizar la corriente continua pulsante.
Paso 4 . Regulación. Mediante reguladores de voltaje (como los LM7812 y LM7912) para obtener salidas estables de +12 V y -12.
La salida positiva será +12 V, la negativa será -12 V, y el centro común será tierra.
Es importante tener en cuenta la potencia y la corriente que se necesite, y siempre trabajar con precaución al manipular componentes eléctricos.
¿Se puede construir una fuente simétrica con dos fuentes de alimentación?
Una alimentación simétrica dual con dos fuentes de alimentación implica el uso de dos fuentes separadas, cada una proporcionando un voltaje positivo y negativo con respecto a una referencia común (tierra). Esto permite obtener tensiones simétricas, útiles en circuitos que requieren polaridades opuestas.
Una fuente de alimentación simétrica, también llamada doble o partida, proporciona dos tensiones de salida: una positiva y otra negativa, ambas con la misma magnitud con respecto a un punto de referencia común (tierra).
Si no se dispone de una fuente simétrica, se pueden usar dos fuentes convencionales independientes conectadas de manera que se obtenga el resultado deseado.
Una forma de obtener una fuente simétrica con dos fuentes convencionales es conectándolas en serie, pero con precaución. La conexión en serie implica conectar el terminal negativo de una fuente al terminal positivo de la otra. En este caso, el voltaje total de salida será la suma de los voltajes de ambas fuentes, y la corriente de salida será limitada por la fuente con menor capacidad.
Es crucial que ambas fuentes tengan una referencia de tierra común para que la tensión simétrica sea correcta. Si las fuentes no son flotantes (es decir, tienen clavijas de tierra conectadas), se debe asegurar que sus salidas estén referenciadas a tierra de manera correcta.
Si las fuentes tienen capacidades de corriente diferentes, la corriente total de salida estará limitada por la fuente con menor capacidad.
Se recomienda implementar protecciones como fusibles o sistemas de limitación de corriente para evitar daños en caso de cortocircuitos o sobrecargas.
La conexión en serie de fuentes de alimentación puede ser peligrosa si no se realiza correctamente, por lo que se recomienda tener experiencia en electrónica o buscar asesoramiento profesional.
En resumen, se pueden utilizar dos fuentes de alimentación convencionales para obtener una fuente simétrica, conectándolas en serie y asegurando una referencia de tierra común. Es importante tener en cuenta la corriente de salida y la protección de los circuitos.
¿Se puede construir una fuente simétrica con una sola fuente de alimentación?
Construir una fuente simétrica usando una sola fuente de alimentación es posible y bastante común en electrónica, y se logra creando un «doble voltaje» o «fuente de doble polaridad» a partir de una sola fuente. Los pasos a seguir serían los siguientes:
1. Usar un transformador con doble secundario (opcional. Si tienes la opción, un transformador con doble secundario puede facilitar mucho las cosas, pero si solo tienes una fuente, sigue leyendo.
2. Crear un punto medio. Si tu fuente de alimentación tiene un voltaje positivo, por ejemplo +12 V, puedes crear un voltaje negativo de -12 V respecto a tierra usando un circuito llamado «carga virtual» o un amplificador operacional en modo de referencia.
3. Utilizar un circuito de referencia o un divisor de voltaje. Puedes dividir la tensión de tu fuente en dos partes iguales usando resistencias, creando un punto medio que funcione como tierra virtual. Por ejemplo, si tienes +12 V, puedes dividir esa tensión en dos partes iguales de +6 V y -6 V respecto a ese punto medio.
4. Implementar un circuito con op-amps. Un amplificador operacional puede ayudarte a generar un voltaje negativo a partir de la misma fuente positiva, creando así una salida simétrica. Esto requiere algunos componentes adicionales y un poco de conocimiento en electrónica.
5. Usar un convertidor DC-DC. Existen módulos comerciales que toman una sola fuente y generan voltajes positivos y negativos de forma sencilla y segura.
La idea principal es crear un punto medio que sirva como tierra virtual y usar circuitos activos (como op-amps) o componentes específicos para generar las tensiones negativas necesarias. Esto te permitirá tener salidas de +12 V y -12 V respecto a ese punto medio, logrando así una fuente simétrica con una sola fuente de alimentación.
Si no tienes experiencia en electrónica, puede ser útil consultar esquemas específicos o tutoriales con diagramas para asegurarte de que todo quede bien conectado y seguro.
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