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FUENTE DE PODER
Angie Lorena Rodríguez Moreno
INSTITUCIÓN EDUCATIVA JOSE JOAQUIN FLOREZ HERNANDEZ
SEDE CENTRAL
FUENTE DE PODER
Angie Lorena Rodríguez Moreno
Ing. Yefferzon Perea Valero
INSTITUCIÓN EDUCATIVA JOSE JOAQUIN FLOREZ HERNANDEZ
SEDE CENTRAL
FUENTE DE PODER
Uno de las partes mas importantes para el computador es la fuente de poder, usualmente ni
pensamos en la fuente ni advertimos su presencia en el uso diario del computador. Pues
resulta que la fuente de poder es uno de esos componentes vitales del computador, es decir
sin fuente de poder no hay computador. Podría definir tres áreas de importancia para la
fuente de poder que son:
Funcionalidad: la capacidad de funcionar es efectivamente lo más importante
que entrega la fuente de poder al computador, la cuestión es que la energía eléctrica de
nuestros hogares y
oficinas viene con un
“formato” de
energía que
no
le
sirve
al computador ni a sus partes como el procesador, tarjeta de video, discos duros, board etc.).
La fuente de poder es la encargada dentro del computador de convertir este tipo de
energía que nos llega a la casa u oficina, que es corriente alterna ac al tipo de energía que
utilizan las partes de computador que es dc o corriente directa. Durante este proceso de
conversión la fuente de poder también transforma el voltaje de la energía que nos llega a
los voltajes que necesita el computador como son 3.3v, 5v y 12v. Piensa en el adaptador de
corriente de tu teléfono celular, ese adaptador normalmente cambia el voltaje de 120v o 220v
a 5v, esto para el caso de los smartphone, la fuente de poder es una versión mucho más
sofisticada de este adaptador de celular ya que hay componentes más variados dentro de un
computador que recibe diferentes voltajes y que consumen mucha más energía.
Estabilidad: la posibilidad de que nuestro computador funcione es solo la primera de las
tareas importantes de una fuente de poder, una vez logramos que encienda y que las partes
de computador obtengan energía también es necesario de la fuente de poder que nos provea
de energía suficiente para alimentar a todas y cada una departes del computador como
procesador, board, unidades ópticas, tarjeta de video, discos duros, ventiladores, y a cada
uno de los circuitos dentro de estas partes de computador. Aquí es donde adquieren
importancia las referencias que comercialmente utilizan los fabricantes de fuente de poder
que son los vatios (watts en inglés), el porcentaje de eficiencia y los amperios.
Watts o vatios se refieren a una unidad de potencia, cada uno de las partes del
computador necesita cierta cantidad de vatios que deben ser recibidos de la fuente de
poder. El consumo total de energía en un computador depende de la suma de los vatios que
necesita cada parte de computador y de que tan eficiente es la fuente de poder. Los
problemas de estabilidad de nuestro computador muchas veces se deben a que la fuente de
poder no alcanza a proveerlos vatios necesarios para las partes del computador, estos
problemas de estabilidad se manifiestan como apagado del computador repentinamente,
reinicio cuando arrancan aplicaciones que necesitan más potencia o en el peor de los casos el
daño de la fuente de poder o de alguna de las partes del computador que debe proveer de
energía.
Protección
La fuente de poder es la parte del computador más expuesta en materia de energía dentro d
nuestro computador, como es el componente que recibe directamente la energía de tu hogar
u oficina, la fuente de poder debe proteger el computador de eventualidades como
variaciones en el voltaje, corto circuitos y variaciones de la corriente. Las actuales fuentes de
poder atx viene con la capacidad de aguantar estas variaciones y eventos fortuitos, muchas
veces a expensas de quedar dañada en el proceso de protección de nuestras preciadas partes
de computador.
Resulta fundamental mantener limpia a la fuente de poder; caso contrario, el polvo
acumulado impedirá la salida de aire. Al elevarse la temperatura, la fuente puede sufrir un
recalentamiento y quemarse, un inconveniente que la hará dejar de funcionar. Cabe resaltar
que los fallos en la fuente de poder pueden perjudicar a otros elementos de la computadora,
como el caso de la placa madre o la placa de video.
En concreto podemos determinar que existen dos tipos básicos de fuentes de poder. Una de
ellas es la llamada at (advanced technology), que tiene una mayor antigüedad pues data de
la década de los años 80, y luego está la atx (advanced technology extended).
Clasificacion de las fuentes
1.fuente lineal
la fuente lineal ofrece al diseñador tres ventajas principales:



Simplicidad de diseño.
Operación suave y capacidad de manejar cargas. Bajo ruido de salida y una respuesta
dinámica muy rápida.
Para potencias menores a 10w, el costo de los componentes es mucho menor que el
de las fuentes conmutadas.
Las desventajas del regulador lineal es su límite de aplicación. Sólo pueden ser reductores de
tensión, lo que significa que se necesitará una caída de tensión aceptable para poder
controlar la polarización de la etapa de potencia lineal y la regulación en la línea. En
aplicaciones de línea de 50hz, deberán utilizarse transformadores de linea adicionales de gran
volumen, condicionando su versatilidad y practicidad.
Segundo, cada regulador lineal puede tener sólo una salida. Por esto, para cada salida
regulada adicional necesaria, deberá incrementarse el circuito de potencia.
Tercero, y quizas el más importante es su eficiencia. En aplicaciones normales, losreguladores
lineales tienen una eficiencia del 30 al 60%. Esto significa que por cada watt los costos se
irán incrementando. Esta pérdida llamada “headroom loss“, ocurre en el transistor de paso y,
desafortunadamente es necesaria para polarizar la etapa de potencia y para cumplir con
las especificaciones de regulación de línea, cuando la mayoría del tiempo el regulador no
funcionará en esas condiciones.
Fuente de alimentacion fija
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 o
suministran energía a su salida. Cabe mencionar que esta por si sola es la definición de una
fuente de alimentación, pero también describe lo que es específicamente una fuente de
alimentación fija, ya que solo da un voltaje periódicamente igual.
Para regular específicamente las fuentes de alimentación aquí hay una relación de los
reguladores usados para cada circuito.
Circuito básico de una fuente de alimentación fija
Componentes
S1:
t1:
br1:
c1:
c2:
c3:
c4: condensador electrolítico
conmutador
puente
condensador
condensador
condensador
spst
transformador
rectificador
electrolítico
electrolítico
electrolítico
Para regular específicamente las fuentes de alimentación aquí hay una relación de los
reguladores usados para cada circuito.
Tensión
------24v
18v
15v
12v
8v
6v
5v
u1
-lm7824c
lm7818c
lm7815c o lm7815
lm7812c o lm7812
lm7808c
lm7806c
lm7805c o lm7805
Fuentes regulables
Las fuentes regulables, a diferencia de las fijas, contienen un arreglo que permite la
manipulación de voltaje a la salida, esto se debe a que el usuario necesita un voltaje
diferente al establecido en las fuentes fijas, ya sea solo para uso experimental o alimentación
de un circuito de requerimientos diferentes.
Así como hemos visto anteriormente hay muchas formas de regular la corriente, la más
común es usando un regulador de tención pero en lugar de usar un integrado de la serie
“78xx” (y “79xx” para voltajes negativos donde xx es el nuero al que regula el voltaje de
salida), ocupamos un lm317 para salida de voltaje positivo y un lm337 para salida negativa,
estos van acompañados de un arreglo de resistencias, una a la salida y en paralelo al canal
de regulación que tiene la otra resistencia pero que es ajustable, así una vez que baja la
señal en el canal de entrada, el dispositivo baja también la salida tensión, por tanto el voltaje
disminuye y aumenta proporcionalmente. Este es el diagrama de cómo debería lucir una
fuente regulable
También, tomando en cuenta que del puente de diodos a la salida el voltaje aun se presente
en ondas y no en forma lineal, por lo que debe llevar sus respectivos filtros, como capacitores
de diferentes capacitancias, resistencias y diodos
Filtros
Como se busca que las fuentes tengan un voltaje sin variaciones, se ocupan estos filtros,
estos filtros eran llamados “filtros pasivos “ocupados en los años 70`s por su casi perfecta
regulación son actualmente ocupados aun, y aunque ya existen estabilizadores de tención,
generalmente siempre tiene limitaciones, haciendo de los filtros pasivos excelentes
herramientas
Filtros de rc: estos filtros son compuestos de un arreglo “resistencia-capacitor” siendo así
secciones de filtros, esto permite de manera fácil y barata mantener lineal una salida lineal
Pero como cualquier cosa real estos filtros presentan una desventaja, es que hay una pérdida
de tención después de cada resistencia, permitiendo un buen uso de la fuente para circuitos
de bajas cargas, por tanto, no es buena idea conectar circuitos que demande corrientes mas
altas
Filtros lc: estos filtros son parecidos a los anteriores pero en lugar de usar resistencias que
bajan la corriente ocupan embobinados, estos son usados en conjunto con los capacitores
pera generar una sección de filtración de la siguiente forma:
Su desventaja es que los para mayor eficaci del circuito el enbobinado puede llegar a ser tan
grande como el transformador, pero esto da un margen de error casi nulo
De esta forma la fuente quedara asi:
2. Fuente conmutada
Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica
mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza
transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan
los mismos conmutando los activamente a altas frecuencias (20-100 khz típica mente) entre
corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante se aplica a
transformadores con núcleo de ferrita (los núcleos de hierro no son adecuados para estas
altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (ca) que
luego son rectificados (con diodos rápidos) y filtrados (inductores y condensadores) para
obtener los voltajes de salida de corriente continua (cc). Las ventajas de este método
incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor
calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más
complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente
minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.
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.
Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores
características emc. Por otra parte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor
coste y tamaño.
Tipos de fuentes
Fuente de poder at
La primera de las citadas se instala en lo que es el gabinete del ordenador y su misión es
transformar lo que es la corriente alterna que llega desde lo qu e es la línea eléctrica en
corriente directa. No obstante, también tiene entre sus objetivos el proteger al sistema de las
posibles subidas de voltaje o el suministrar a los dispositivos de aquel toda la cantidad de
energía que necesiten para funcionar.
Además de fuente at también es conocida como fuente analógica, fuente de alimentación at o
fuente de encendido mecánico. Su encendido mecánico y su seguridad son sus dos
principales señas de identidad.
La at no es necesaria conectarla o hacerle puente para encenderlas ya que esta enciende con
un pulsador manualmente
Existen 2 tipos de gabinetes y placas madres que utilizan distintos tipos de fuentes de
alimentación con diferentes conectores: los at y los atx. Las primeras eran las estándar antes
de la aparición del microprocesador pentium 2 de intel, junto con el cual llegaron las placas
madres
con
conectores
atx
junto
a
los
clásicos
at.
Las fuentes más antiguas son las at, estas se conectaban al interruptor del gabinete at para
que
se
pudiera
controlar
el
encendido/apagado
de
la
misma.
El
conector
de
una
fuente
at
es
el
siguiente:
Este conector se conecta a la placa madre haciendo que los cables negros de cada uno de los
conectores queden juntos.
Fuente de poder atx
La atx, por su parte, podemos decir que es la segunda generación de fuentes para ordenador
y en concreto se diseñó para aquellos que estén dotados con microprocesador intel pentium
mmx.
Las mismas funciones que su antecesora son las que desarrolla dicha fuente de poder que se
caracteriza por ser de encendido digital, por contar con un interruptor que se dedica a evitar
lo que es el consumo innecesario durante el estado de stand by y también ofrece la
posibilidad de ser perfectamente apto para lo que son los equipos que están dotados con
microprocesadores más modernos.
La atx es necesaria hacerle un puente ya que este de cerrar el circuito para poder encender
a continuación veremos que colores debemos puentear.
Las nuevas fuentes de alimentación responden a la especificación atx, estas proporcionan
algunos cambios en los conectores de entrada de la tarjeta madre:
1.
2.
Primero, se obtienen 3.3 v directamente de la fuente de alimentación.
Segundo, con la introducción de nuevos sistemas operativos con habilitación de apagado
del sistema por software, es requerido un conector "soft-power". Esto trae como
consecuencia que aparezca un conector de 20 pines donde se incorporan a los voltajes
estándar (+5v, -5v, +12v, -12v) el nuevo voltaje de 3.3v junto con las señales "soft-power".
Fallas comunes en una fuente de poder
Problema 1:la cpu no enciende
Si no enciende el cpu, lo primero que se debemos hacer es revisar electricidad en la toma de
corriente. (esto se puede verificar con “multímetro debe marcar 110v” o “un
electrodoméstico que funcione a 110 v”)
Solo desconectamos el cable de corriente del cpu de toma y conectamos una lámpara un
radio o algún otro aparato eléctrico. Si estamos usando una regleta eléctrica, no asumamos
que la toma que estamos usando en la regleta está bien porque tenemos otros aparatos
conectados a las demás tomas y están funcionando bien y el foco de encendido de la regleta
esta encendido. Muchas regletas eléctricas llegan a tener una de la toma dañada o a dañarse
con el tiempo. Los cables de corriente rara vez fallan, pero revisa que este bien conectado el
cable al cpu ya que suelen salirse con frecuencia provocando falsos contactos.
Problema 2: la fuente de poder no funciona.
Causa: fusible quemado
Para verificar que el fusible se debe poner el tester o multímetro en continuidad se debe
poner de punta a punta del fusible, si el multímetro suena es que esta bueno de lo contrario
o sea que no suene se debe cambiar.
Solución: cambiar fusible
Problema 3: recalentamiento de la fuente
Para mantener la temperatura de la fuente en niveles operativos, cuenta con un sistema de
refrigeración por convicción forzada, a cargo de un ventilador eléctrico que permanece activo
en todo momento enfriando la circuitería. Sin este recurso la fuente tiende a calentarse
excesivamente la circuiteria debido a problemas con el ventilador encargado de refrigerar el
sistema, esto provoca el apagón general para evitar males mayores..
Solución: una buena fuente de alimentación no es cara y es fácil de instalar y nos evitará
muchos disgustos.
Problema 4 : cables en mal estado. A veces la falla de la fuente es provocada por una mala
conexión de los cables o deterioro de los mismos, provocando cortes por muy poco espacio
de tiempo que se manifiestan con reinicio.
Problema 5:mala instalación eléctrica: puede que la fuente no reciba correctamente la tensión
a causa de algún problema en la instalación eléctrica de nuestra casa u oficina o el enchufe
donde conectamos el pc está dañado o quemado. Podemos probar en otro enchufe a ver si
se soluciona el problema. Es conveniente proteger a nuestro pc de las variaciones o picos de
tensión que se pudieran producir conectándole un estabilizador o una simple regleta
estabilizadora.
problema 5 : esta seleccionado el voltaje correcto (110/ 220 v)?
Revisa para asegurarte que esta seleccionado el voltaje correcto (110v/220v) en la fuente de
poder. Aunque esto no debe de suceder en una pc que estaba trabajando bien, si has
remplazado la fuente de poder o movido la pc, siempre existe la posibilidad. Hay un pequeño
interruptor rojo usualmente ubicado a un lado del conector del cable de corriente en la parte
trasera del gabinete. Si enciendes la fuente con el interruptor puesto en 220volts y estas
utilizando 110volts, el sistema debe trabajar correctamente cuando corrijas el voltaje. Si en
cambio tienes seleccionado 110v y lo conectas a una toma de corriente de 220v, lo más
probable si es que tienes suerte, se queme un fusible de la fuente de poder, o se dañe la
fuente o algún otro componente.
Problema 6:¿están conectados correctamente los cables de corriente de la fuente a la tarjeta
madre?
La fuente de poder no puede funcionar si los cables de energía no están conectados a la
tarjeta madre. Revisa que el conector de energía principal y cualquier otro conector adicional
a la tarjeta madre, como el suministro de 12v par sistemas p4, están correctamente
conectados. Quita los conectores de energía de los discos duros, drives etc., para asegurarte
que no te están provocando un corto circuito. Para que la fuente de poder se pueda activar
deben de estar conectados los cables de poder a la tarjeta madre.
no olvide tener precaución nunca debes de trabajar con la fuente conectada a la corriente
eléctrica, ya que siempre esta el voltaje de 5v en el pin 9, ya que esta conexión es la que
provee electricidad a varios circuitos de la pc que operan aun cuando la pc este apagada,
como el encendido por red.