Circuito adaptador de tensión 115-220 VCA. Como funciona en las fuentes de voltaje modernas.

Con este ingenioso circuito, miles de fuentes de voltaje pueden ajustarse a los valores de tensión de CA en cada país.

Entre los cientos de circuitos y esquemas electrónicos que se comparten en Internet, poco se habla de uno que está presente en muchas fuentes conmutadas de equipos electrónicos de uso diario.  Este circuito cumple un papel importante, su función es asegurarse de mantener un solo valor de tensión para energizar el resto de circuitos en la fuente, sin importar los diferentes cambios asignados en diferentes países. En este artículo voy a explicar como funciona. 

Diferentes voltajes en diferentes países y un simple circuito para ajustarlos.

Hablo de un circuito único que se usa como adaptador - rectificador de corriente alterna que ajustar la tensión de 115 o 220 volts CA, de las diferentes regiones y países a través con un único interruptor. Y solo basta con cambiarlo de posición para que el circuito prepare a la fuente para recibir el voltaje seleccionado y trabaje sin problemas. 

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Imagínense diseñar y Fabricar circuitos y equipos electrónicos idénticos que se distribuyan en diferentes países, con el inconveniente de que en cada zona existen diferentes rangos de voltaje de suministro eléctrico local. Es costoso y problemático para cualquier diseñador de equipos electrónicos de consumo en el hogar, crear dos o mas versiones de lo mismo, pero con ajustes para que trabajen con diferentes tensiones de alimentación. Por suerte apareció la solución en este circuito. Y  ese problema quedó atrás hace mucho tiempo.

Adaptadores de corriente del pasado que cumplían la misma función.

Antes, los fabricantes de equipos electrónicos y algunos equipos eléctricos,  solucionaban ese problema usando un transformador reductor con un bobinado primario de dos devanados; uno para soportar los 115 Volts CA de algunos países,  y otra para 220 Volts CA. Con esta adaptación en el trasformador y un interruptor, no era necesario realizar modificaciones la electrónica de los equipos. Fue una solución muy práctica para convertir y usar la corriente del la compañía eléctrica local; Incluso hoy en día  aun existen equipos electrónicos con este diseño.

Trasformador con adaptación de 110-220 VCA. Puede usarse en diferentes países.

Pero los tiempos cambian y los equipos modernos cada vez usan menos estos trasformadores reductores, por pesados y costosos.  Ante las nuevas tecnologías, los diseños electrónicos son cada vez más ligeros y económicos. Debido a esta demanda, apareció la versión del adaptador de corriente 115 220 Vca, sin trasformador de potencia, usando solo componentes electrónicos discreto, económicos y livianos.

Componentes básicos de un circuito adaptador de corriente 115-220 VCA sin trasformador.

Un interruptor, un puente rectificador  de onda completa en solo encapsulado (o 4 diodos) dos condensadores electrolíticos del mismo valor además  de 2 resistencias de descarga, crean un circuito electrónico muy simple que da una gran solución para los diseñadores de proyectos y equipos electrónicos que ofrecer modelos idénticos en varios países.  

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FUNCIONAMIENTO DEL ADAPTADOR DE TENSION 115-220VCA.

Con tan solo algunos componentes electrónicos como los mencionados diodos y condensadores electrolíticos, podemos construir y analizar el diseño electrónico del que hablamos.  El diagrama siguiente mostrará lo sencillo (pero no simplista) del circuito adaptador:

Diagrama electrónico del circuito adaptador de tensión 110-220 VCA usado en fuentes de voltaje conmutadas.

4 diodos se instalan como un puente rectificador de onda completa que se encargaran de convertir la corriente alterna de la línea eléctrica, en corriente continua. Después, el rizado será filtrada por dos condensadores electrolíticos puestos en serie. y en medio de la conexión entre estos condensadores, un interruptor simple que permite o interrumpe el paso de la corriente alterna a la parte del circuito entre los condensadores, antes de pasar por el rectificador. Además de dos resistencias puestas en paralelo con cada condensador, sirven para descargar a estos componentes rápidamente cuando se interrumpa el flujo de corriente y evitar accidentes debido al valor alto de voltaje que podrían llegar a almacenar.

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Y aunque muchos entendemos que solo un condensador bastaría para filtrar la señal rectificada, es justo aquí donde viene el truco.  permítanme explicarlo:

Comportamiento del circuito con una tensión de 220 VCA. 

Observando la imagen de abajo: El interruptor "SW" debe colocarse en modo “abierto”. La corriente alterna fluye por el rectificador de onda completa y después es filtrada por ambos condensadores puestos en serie, (ya lo dijimos). Esta función corresponde al clásico y súper conocido rectificador lineal, donde el voltaje de entrada de CA (corriente alterna) es convertido en CD (corriente directa) con sus respectivos ajustes de voltaje RMS (pico a pico). O sea: entre 311 y 320 VCD aproximadamente. Esta modalidad se usa en países donde las compañía eléctrica proporciona  este valor de voltaje.

Comportamiento del circuito adaptador con 220 VCA.

 

Comportamiento del circuito con una tensión de 115 VCA.

Para este valor de voltaje, el interruptor "SW" debe colocarse en en modo “cerrado” el flujo de corriente a través de puente rectificador cambia y se conjuga con el arreglo de condensadores en serie, convirtiéndose en un circuito doblador de tensión de onda completa. Así, los 115-120  VCA del suministro eléctrico (voltaje en México, por ejemplo) será el doble mas el aumento acorde a sus respectivos ajustes de voltaje RMS (pico a pico); hasta unos 325 volts CD.

Comportamiento del circuito adaptador con 110-120 VCA.

De esta forma, los fabricantes diseñan y construyen los circuitos y equipos electrónicos, en base a una alimentación de 310 -350  VCA. Que será suministrada por el circuito adaptador, solo con cambiar de posición un interruptor, sin importar el valor de tensión de la línea comercial del país donde se encuentre. 

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En la imagen de abajo: Una demostración usando bajo voltaje (10 VCA)  de circuito adaptador de corriente, en su modalidad "doblador de onda completa" trasformando 10 VCA en 26 VCD. Espero que se alcance a distinguir, que el interruptor rojo esta indicando 115 Volts. o sea: esta en modo "cerrado"

Demostración con 10Vca de circuito adaptador de corriente como doblador de onda completa.

Esta es la forma en como este ingenioso circuito proporciona siempre 310-350 VCD, sin importar la zona de mundo. basta con ajustar el interruptor. 

 

Dispositivos electrónicos que se usan este adaptador de tensión.

La explicación de esta modalidad es simple, solo se toma el centro de los condensadores electrolíticos como la referencia "cero volts" o "la terminal central". Así, se obtiene una simetría de:  +165V  0V  -165V, con o sin  doblador de tensión y sin necesidad de tener una terminal central al principio (entrada) del circuito. Y de igual forma que su hermana, solo ajustando el tipo de voltaje de CA de entrada, con un interruptor simple.

Versión del adaptador de tensión con una salida de voltaje simétrica.

Un simple, pero muy ingenioso circuito. Seguro esta información les servirá como referencia al momento de encontrarse con este arreglo, o para sus diseños y proyectos con circuitos eléctricos y electrónicos, ajustándolos diferentes tipos de voltaje de entrada,  sin modificarlos o re-diseñarlos.

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