Cálculos para una fuente de alimentación lineal

Su diseño básico es factible, pero requiere que R1 sea lo suficientemente pequeño como para que, incluso cuando el voltaje de suministro sea mínimo, D1 se mantenga saturado. Las variaciones en el voltaje de suministro (por ejemplo, un zumbido de 120 Hz) harán que la corriente a través de D1 varíe, lo que a su vez puede causar que varíe el voltaje de salida. El rendimiento puede mejorarse mediante el uso de un circuito de tres transistores con retroalimentación negativa. Como parece que es una tarea para casa, solo describiré lo esencial. Alimente la energía de la fuente a la carga mediante un transistor PNP Q1 cuya base es alimentada por un transistor NPN Q2 a tierra (es posible que desee experimentar con una resistencia entre la base de Q2 y tierra). Use el transistor NPN Q3 para implementar un circuito que elimine la corriente de la base de Q2 cuando la salida esté en o por encima de un voltaje controlado por un Zener.

Usando dicho circuito, la corriente a través del Zener será independiente del voltaje de entrada, permaneciendo constante en el nivel donde Q3 comienza a encenderse. Además, el circuito puede funcionar con voltajes de entrada que están dentro de unos pocos cientos de milivoltios del voltaje de salida deseado. Debería ser posible implementar el circuito básico con los tres transistores antes mencionados, dos resistencias (sin contar la carga) y un Zener. Agregar más resistencias puede mejorar el rendimiento, pero el circuito descrito debería funcionar bastante bien como punto de partida. Tenga en cuenta que en este último circuito se puede reemplazar el Zener con una resistencia a cambio de una menor precisión en el voltaje de salida.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Comience con un transformador, un rectificador y un capacitor para obtener un voltaje de CC sin procesar. El transformador debe estar clasificado para más voltaje del que espera obtener del circuito regulado. Asumiremos 15V. El diodo zener debe estar clasificado para un voltaje equivalente al voltaje de salida más el Vbe del transistor. Asumiremos 12.6V. La potencia del diodo zener te ayudará a calcular la resistencia necesaria para la resistencia limitadora. Si asumimos una resistencia de 1kOhm, la corriente a través de la resistencia será (15V-12.6V)/1000 o 2.4mA. La potencia del diodo es de 2,4 mx 12,6 V o 30 mW. Si usa un zener de 500 mW, puede reducir la resistencia de la resistencia en serie. Los 2,4 mA que pasan por la resistencia se multiplican por la Hfe del transistor. Un 2N4401 es demasiado pequeño para sus propósitos, no pasará suficiente corriente. Pruebe con un TIP122. Tiene una Hfe de 1, 000 o más, por lo que amplificará muy bien la corriente de 2,4 mA. Para calcular cuánta potencia se disipará a través del transistor, multiplique la corriente de salida máxima por el voltaje en R1.