Fuente de voltaje dual

Una fuente de voltaje dual es un tipo de fuente de alimentación que proporciona dos voltajes de salida simultáneamente, uno positivo y uno negativo, con respecto a un punto común (generalmente tierra o 0V). Estas fuentes son especialmente útiles en circuitos que requieren tanto voltajes positivos como negativos para funcionar correctamente. Los amplificadores operacionales (op-amps) y algunos otros circuitos electrónicos son ejemplos comunes de aplicaciones que pueden necesitar una fuente de voltaje dual.

Características de una fuente de voltaje dual

• Voltaje positivo y negativo: Proporciona un voltaje positivo (+V) y un voltaje negativo (-V) con respecto a una tierra común.
• Punto común (Tierra): Este es el punto de referencia de 0V para ambos voltajes.
• Simetría: En muchas aplicaciones, los voltajes positivos y negativos son simétricos (por ejemplo, +12V y -12V).

¿Por qué usar una fuente de voltaje dual?

• Amplificadores operacionales: Muchos circuitos de amplificadores operacionales requieren tanto voltajes positivos como negativos para operar adecuadamente.
• Circuitos analógicos: Algunos circuitos analógicos necesitan voltajes positivos y negativos para manejar señales de CA (corriente alterna) correctamente.
• Estabilidad y simplicidad: Usar una fuente dual puede simplificar el diseño de circuitos y mejorar la estabilidad.

Tipos de fuentes de voltaje dual

1. Fuentes de alimentación lineales: Estas proporcionan salidas duales con una regulación precisa, aunque pueden ser menos eficientes y más voluminosas.
2. Fuentes de alimentación conmutadas: Son más eficientes y compactas, pero pueden introducir ruido en las salidas.

Si bien, la pregunta que nos interesa es ¿Cómo conectar fuentes de voltajes duales?

Conectar fuentes de voltaje duales puede ser esencial para algunos circuitos electrónicos que requieren tanto una alimentación positiva como una negativa. Aquí hay una explicación paso a paso de cómo hacerlo:

Materiales necesarios

• Dos fuentes de alimentación de voltaje (pueden ser baterías o fuentes de alimentación reguladas).
• Cables de conexión.
• Multímetro (opcional, para verificar las conexiones).

Pasos para conectar fuentes de voltaje duales

1. Identificar las salidas de las fuentes de alimentación

• Cada fuente de alimentación tendrá dos terminales: uno positivo (+) y uno negativo (-).

2. Conectar las fuentes en serie

• Toma la terminal negativa de la primera fuente de alimentación (Fuente 1) y conéctala a la terminal positiva de la segunda fuente de alimentación (Fuente 2). Esta conexión se convertirá en el “punto común” o “tierra”.

3. Conectar las salidas combinadas al circuito

• La terminal positiva libre de la Fuente 1 será el voltaje positivo (+V).
• La terminal negativa libre de la Fuente 2 será el voltaje negativo (-V).
• El punto común (la conexión entre la terminal negativa de la Fuente 1 y la terminal positiva de la Fuente 2) se utilizará como tierra (0V).

Ejemplo de conexión en un circuito

Imagina un circuito que utiliza un amplificador operacional que necesita ±12V para funcionar correctamente:

• V+: Conectado a la salida +12V de la fuente de voltaje dual.
• V-: Conectado a la salida -12V de la fuente de voltaje dual.
• GND: Conectado a la tierra de la fuente de voltaje dual.

Diagrama esquemático

Un diagrama esquemático básico de una fuente de voltaje dual podría verse de la siguiente manera:

Consideraciones de seguridad

• Verificar las conexiones: Antes de encender las fuentes de alimentación, asegúrate de que las conexiones sean correctas. Usar un multímetro puede ayudar a verificar las tensiones en cada punto.
• Aislamiento de las fuentes: Asegúrate de que las fuentes de alimentación no estén conectadas a una tierra común externa, ya que esto podría causar un cortocircuito.

A continuación otro ejemplo que te pueda interesar.

Diagrama dual basado en la conexión típica del LM317 Fuentes de alimentación.

Este es un diagrama esquemático de una fuente de voltaje dual utilizando reguladores de voltaje LM317. A continuación, te explico los componentes y la conexión del circuito:

Componentes

• D1 (NTE 4936): Diodo zener, utilizado para proteger contra picos de voltaje.
• C1: Condensador de 0.1 µF, utilizado para filtrar el ruido.
• IC1 y IC2: Reguladores de voltaje ajustables LM317.
• R1, R3: Resistencias de 5K ohmios, utilizadas para ajustar el voltaje de salida.
• R2, R4: Resistencias de 240 ohmios, utilizadas en la configuración del LM317.
• C2: Condensadores de 1 µF, utilizados para filtrar la salida.

Conexión

1. Entrada (IN)
   • El circuito tiene dos terminales de entrada, uno positivo (+) y uno negativo (-).
2. Protección y Filtrado Inicial
   • El diodo zener (D1) y el condensador (C1) están conectados en paralelo a la entrada para proteger y filtrar la señal de entrada.
3. Regulador Superior (IC1)
   • La entrada del LM317 (pin 3 de IC1) se conecta al punto positivo de la entrada.
   • El pin de ajuste (pin 1 de IC1) se conecta a una resistencia de 5K ohmios (R1) y a una resistencia de 240 ohmios (R2), que luego se conecta a la salida del LM317 (pin 2 de IC1).
   • El condensador de 1 µF (C2) está conectado a la salida del regulador para filtrar el voltaje.
4. Regulador Inferior (IC2)
   • La entrada del LM317 (pin 3 de IC2) se conecta al punto negativo de la entrada.
   • El pin de ajuste (pin 1 de IC2) se conecta a una resistencia de 5K ohmios (R3) y a una resistencia de 240 ohmios (R4), que luego se conecta a la salida del LM317 (pin 2 de IC2).
   • Otro condensador de 1 µF (C2) está conectado a la salida de este regulador para filtrar el voltaje.
5. Salida (OUT)
   • El circuito tiene tres terminales de salida: +V, tierra (0V), y -V.
   • La salida positiva (+V) proviene del pin 2 de IC1.
   • La tierra (0V) es el punto común entre las dos entradas.
   • La salida negativa (-V) proviene del pin 2 de IC2.

Funcionamiento

• IC1 proporciona el voltaje positivo ajustable.
• IC2 proporciona el voltaje negativo ajustable.
• Los valores de las resistencias R1, R2, R3, y R4 determinan el voltaje de salida de los reguladores.

Este esquema es típico para obtener una fuente de alimentación simétrica ajustable, esencial en muchas aplicaciones electrónicas que requieren tanto voltaje positivo como negativo.

En general, una fuente de voltaje dual es esencial para aplicaciones electrónicas que requieren tanto voltajes positivos como negativos. Utiliza reguladores de voltaje, resistencias de ajuste y condensadores para proporcionar una salida estable y simétrica.