Fuente Conmutada Tipo Buck con TL494 (Simulación en Proteus)

Descripción general

Este proyecto simulado corresponde a una completa Fuente Conmutada Tipo Buck con TL494 (reductora) controlada mediante el reconocido PWM TL494, capaz de entregar una salida ajustable desde 0V hasta 30V DC con una capacidad de corriente de hasta 5A. Diseñada especialmente para fines educativos y de análisis práctico, permite comprender en profundidad el funcionamiento de los convertidores DC-DC de potencia utilizados en aplicaciones industriales y comerciales.

El diseño se desarrolla en Proteus 8.13 o superior, incorporando instrumentos virtuales para visualizar en tiempo real las principales señales del sistema, incluyendo la señal PWM generada por el TL494, la etapa de potencia, la realimentación de tensión y el control de corriente. Gracias a ello, el usuario puede estudiar detalladamente el comportamiento dinámico de la regulación de voltaje y corriente bajo diferentes condiciones de carga. ⚡

Características técnicas

🧩 Componentes claves

✅ TL494 – Controlador PWM de propósito general
✅ LM358N – Amplificador operacional para lazo de control y realimentación
✅ Transistor PNP de potencia para conmutación principal
✅ Transistor NPN para etapa de excitación (driver)
✅ Regulador 7812 para alimentación estable del circuito de control
✅ Inductor de potencia de 33µH
✅ Diodo Schottky de recuperación rápida DD04E-80C
✅ Potenciómetro de ajuste de tensión de salida (0V a 30V)
✅ Potenciómetro de ajuste de corriente (0A a 5A)
✅ Resistencia shunt para limitación y monitoreo de corriente
✅ Capacitores de filtrado y compensación de lazo
✅ Voltímetros y amperímetros virtuales integrados

📊 Variables monitoreadas

El circuito incorpora puntos de prueba para observar:

✅ Señal PWM generada por el TL494
✅ Señal de control del transistor driver
✅ Voltaje de salida regulado (Vout)
✅ Corriente de salida (Iout)
✅ Señales de realimentación de voltaje y corriente
✅ Funcionamiento del limitador de corriente

💻 Programas involucrados

🧪 Proteus 8.13 o superior – Simulación completa del sistema

🚫 No requiere compiladores ni microcontroladores – Diseño totalmente analógico

Propósito del circuito

El objetivo de esta simulación es demostrar el funcionamiento de una Fuente Conmutada Tipo Buck con TL494 con regulación dual de tensión y corriente, ampliamente utilizada en fuentes de laboratorio, cargadores de baterías, sistemas embebidos y electrónica de potencia.

La simulación permite comprender conceptos fundamentales como:

🔹 Modulación por ancho de pulso (PWM)

🔹 Conversión DC-DC de alta eficiencia

🔹 Control en lazo cerrado

🔹 Regulación de voltaje constante (CV)

🔹 Regulación de corriente constante (CC)

🔹 Protección por sobrecorriente

Principio de funcionamiento

El TL494 genera una señal PWM cuya relación cíclica se ajusta automáticamente mediante los lazos de realimentación de tensión y corriente.

La etapa de potencia conmuta la energía de entrada hacia el inductor principal, el cual almacena energía durante los intervalos de conducción. Cuando el transistor de potencia se desactiva, el diodo Schottky proporciona el camino de circulación de corriente, manteniendo la entrega continua de energía hacia la carga.

Los amplificadores operacionales LM358 supervisan continuamente el voltaje y la corriente de salida. Dependiendo de los ajustes establecidos por el usuario, el sistema regula automáticamente la salida para mantener el valor programado, operando en modo de voltaje constante (CV) o corriente constante (CC) según las condiciones de carga. 🔁

Gracias a esta estrategia de control, la fuente puede proporcionar una salida estable entre 0V y 30V, con limitación de corriente ajustable hasta 5A.

Aplicaciones sugeridas

🧑‍🏫 Docencia en electrónica de potencia

🔬 Estudio de convertidores DC-DC tipo Buck

🛠️ Diseño de fuentes de alimentación regulables

🔋 Simulación de cargadores de baterías

📚 Aprendizaje de control PWM con TL494

⚙️ Desarrollo de fuentes de laboratorio de corriente continua

🔎 Análisis de sistemas de regulación CV/CC

Precauciones al simular

⚠️ Utiliza Proteus 8.13 o superior para garantizar compatibilidad total.

⚠️ Evita modificar los valores del inductor y del diodo Schottky sin recalcular la etapa de potencia.

⚠️ No excedas los límites de corriente establecidos durante las pruebas.

⚠️ Si se realizan cambios en la frecuencia PWM o en la red de compensación, verifica la estabilidad del lazo de control.

⚠️ Al incrementar la carga, monitorea el comportamiento de la limitación de corriente para observar la transición entre los modos CV y CC.

Observaciones

✅ Diseño optimizado para fines educativos y análisis técnico.

✅ Permite estudiar simultáneamente los lazos de regulación de tensión y corriente.

✅ Ideal para comprender el funcionamiento interno del TL494 en aplicaciones de potencia.

✅ La regulación se realiza completamente mediante componentes analógicos.

✅ Incluye instrumentación virtual para facilitar el aprendizaje y la depuración del circuito.

Contenido del producto

✅ Archivo de simulación Fuente Conmutada Buck TL494.pdsprj listo para abrir en Proteus

✅ Circuito completo configurado y funcional

✅ Instrumentación virtual preconfigurada

✅ Controles de ajuste de tensión y corriente operativos

✅ Puntos de prueba para análisis de señales PWM y realimentación

Formas de entrega del producto

📥 Descarga directa desde tu cuenta en UD37 Electrónica

📧 Enlace de descarga enviado por correo electrónico tras la compra

🔁 Acceso permanente para futuras descargas de esta simulación

⚡ Aprende paso a paso cómo funciona una fuente conmutada Buck profesional con regulación de voltaje y corriente utilizando uno de los controladores PWM más utilizados de la industria: el TL494.