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INTRODUCCIÓN La fuente de alimentación (Power supply en ingés) es como su nombre indica, la encargada de suministrar energía eléctrica a los distintos elementos que componen nuestro sistema informático. La electricidad que llega hasta nuestros hogares u oficinas es del tipo conocido como "corriente alterna" y nos es suministrada habitualmente con una tensión (o voltaje) que suele ser de alrededor de 115 o 230 voltios. Este tipo de corriente no es en absoluto adecuada para alimentar equipos electrónicos, y más concretamente dispositivos informáticos, en dónde es necesario trabajar con "corriente continua" y voltajes mucho más bajos... Por tanto, este dispositivo es el que se encarga de "reducir" el voltaje (mediante un transformador) y posteriormente convertir la corriente alterna en continua (con un puente de diodos) para finalmente filtrarla (mediante condensadores electrolíticos). Evidentemente el esquema es mucho más complejo que el comentado, ya que en su interior se encuentran muchos otros componentes. FUENTE DE ALIMENTACION 1. CONCEPTO: En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.). 2. CLASIFICACIÓN: Las fuentes electrónicos, de pueden alimentación, clasificarse para dispositivos básicamente como fuentes de alimentación lineal y conmutada. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más compleja y por tanto más susceptible a averías. a) FUENTE DE ALIMENTACIÓN LINEAL: Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida. En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión. El circuito que convierte la corriente alterna en continua se llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un componente denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplemente un condensador. Esta corriente abarca toda la energía del circuito. b) FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA: Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida. La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC. Etapas: 1º El circuito rectificador de entrada, que consta de un conversor de alterna a continua básico (puente de diodos, filtro) y es el encargado de preparar la tensión al oscilador principal. 2º El circuito oscilador de frecuencia, que transforma los 50hz de la red en aproximadamente 18.000hz para entregárselos al transformador de corriente también llamado chopper. 3º El transformador Chopper, un transformador con varios bobinados para generar las diferentes tensiones de la fuente de alimentación. 4º Un circuito de rectificación por salida de cada bobinado del chopper, porque si recordamos, la corriente de entrada se rectifica para entregársela al oscilador de entrada, pero este le vuelve a entregar al chopper una onda que si bien no es senoidal, es parecida al diente de sierra con lo que no es válida para su uso sin volver a convertirla en continua. 5º Estabilizadores de tensión en cada salida para evitar que repercutan en el equipo las fluctuaciones de la red. Más datos sobre una fuente de alimentación conmutada: http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Fuentes-conmutadas.php 3. FUNCIONAMIENTO: Nos concentraremos en las fuentes de alimentación lineal, por ser mas practicas en su construcción y funcionamiento, pero con la desventaja de tener perdidas de energía, aunque esta sea muy baja. a) TRANSFORMACIÓN: Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente (220v o 125v) que son los que nos otorga la red eléctrica. Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su nombre, se realiza con un transformador en bobina. La salida de este proceso generará de 5 a 12 voltios. b) RECTIFICACIÓN: La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere decir, que sufre variaciones en su línea de tiempo, con variaciones, nos referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la tensión es variable, no siempre es la misma. Lo que se intenta con esta fase, es pasar de corriente alterna a corriente continua, a través de un componente que se llama puente rectificador. Con esto se logra que el voltaje no baje de 0 voltios, y siempre se mantenga por encima de esta cifra. c) FILTRADO: Ahora ya, disponemos de corriente continua, que es lo que nos interesaba, no obstante, aun no nos sirve de nada, porque no es constante, y no nos serviría para alimentar a ningún circuito. Lo que se hace en esta fase de filtrado, es aplanar al máximo la señal, para que no hayan oscilaciones, se consigue con uno o varios condensadores, que retienen la corriente y la dejan pasar lentamente para suavizar la señal, así se logra el efecto deseado. d) ESTABILIZACIÓN: Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo plana, ahora solo nos falta estabilizarla por completo, para que cuando aumenta o descienda la señal de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma. Esto se consigue con un regulador. 3. ESTRUCTURA: a) CONEXIÓN RED ELÉCTRICA: Esta formada por el enchufe, bornes o cualquier dispositivo físico, que nos permite conectar nuestra fuente de alimentación a la red eléctrica. b) FUSIBLE: Si nuestra fuente de alimentación tuviera un fallo y se cortocircuitara, producirá una subida muy fuerte en el consumo de corriente. El fusible es un dispositivo que cuando la corriente que circula por él es superior a su corriente nominal se funde interrumpiendo el suministro de corriente. c) FILTRO DE RED: Este dispositivo no es estrictamente necesario ya que su función es la de eliminar las posibles perturbaciones electromagnéticas que puedan llegar a nuestra fuente de alimentación desde la red eléctrica, pero su uso es imprescindibles si queremos hacer a nuestro equipo inmune a dichas interferencias. d) TRANSFORMADOR: El transformador es un dispositivo electrónico que nos permite transformar una tensión alterna de entrada en una tensión alterna de salida de distinto valor. Consiste en dos bobinas unidas por un núcleo de hierro dulce, laminado, con pequeñas impurezas, para conseguir mejores características frente a la conducción del electromagnetismo. e) RECTIFICADOR: La mayoría de los circuitos electrónicos utilizan para funcionar corriente continua (DC), mientras que, como hemos comentado anteriormente, la tensión que llega y sale del transformador es alterna (AC). Para poder transformar esta corriente alterna en continua utilizamos un circuito basado en diodos semiconductores al que denominamos rectificador. f) FILTRO: Una vez la señal esta rectificada, obtenemos una forma de onda que no es precisamente continua. Para poner eliminar la ondulación, y dejar la tensión lo más continua posible, filtraremos la señal utilizando uno o más condensadores en paralelo. g) REGULADOR DE TENSIÓN: La salida filtrada presenta una pequeña ondulación, para eliminar esta ondulación y controlar la tensión para que esta no cambie ante variaciones de corriente en la carga, utilizamos un regulador de tensión. Lo mejor es utilizar un circuito integrado comercial como es el caso de la serie 78XX o un Regulador ajustable LM317.