Tipos De Fuentes De Alimentacion Lineales
Boone Southern
Una fuente de alimentacin elctrica es un sistema que suministra electricidad a los dispositivos elctricos. Se utiliza para transformar la energa de la red elctrica, adaptndola a las necesidades de alimentacin de un determinado dispositivo.
Fuente de alimentacin AC/DC: es la fuente de alimentacin utilizada en la mayora de los dispositivos que utilizamos diaramente, como los cargadores de los telfonos mviles. La fuente de alimentacin convierte la corriente alterna de la red en corriente continua y ajusta la tensin a las necesidades del dispositivo.
tipos de fuentes de alimentacion lineales
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El transformador reduce el nivel de tensin de la red, el rectificador convierte la tensin alterna en tensin continua, el filtro almacena energa para dejar la tensin de salida del rectificador lo ms continua posible y, por ltimo, el regulador estabiliza y regula la tensin de salida
En este tipo de fuentes de alimentacin, la regulacin elctrica es efectuada por los componentes electrnicos de potencia, como los transistores, utilizados en la conmutacin. A diferencia de las fuentes lineales, las fuentes conmutadas transmiten la potencia de manera instantnea.
Las fuentes de alimentacin conmutadas se han desarrollado considerablemente desde la dcada de 1980 como alternativa a las fuentes de alimentacin lineales, que presentan dos desventajas principales, el peso elevado y la baja eficiencia
La funcin de una fuente de alimentacin es suministrar una tensin estable independientemente del valor de la corriente de entrada. Esa funcin es realizada por diferentes componentes de la fuente: el filtro, el estabilizador y el regulador.
El filtro transforma la tensin de salida del rectificador en una tensin lo ms continua posible. Su componente principal es un condensador cuyo valor suele ser elevado, en torno a varios microfaradios (F).
El estabilizador garantiza una valor fijo de la tensin de salida, aunque ocurran variaciones en la tensin de entrada. Una estructura compuesta por un diodo Zener asociado a un transistor absorbe las variaciones de carga.
El regulador tambin mantiene la tensin de salida en un valor determinado pero, a diferencia del estabilizador, sigue las variaciones de tensin de entrada. Por ejemplo, si la tensin de salida disminuye, el regulador modifica sus parmetros para compensar esta cada.
En caso de sobrecalentamiento o si un rayo alcanza la red elctrica, toda la instalacin elctrica puede sufrir daos y existe riesgo de incendio. Por razones de seguridad, es necesario calcular la potencia mxima necesaria para la alimentacin del equipo. Tambin debe prever fusibles y disyuntores para proteger toda la instalacin elctrica.
La regulacin se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (pulse width modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aqu las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posicin es diferente. El segundo rectificador convierte la seal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser tambin un filtro de condensador o uno del tipo LC.
Una fuente de alimentacin de CA generalmente toma el voltaje de una toma de corriente de pared (fuente de alimentacin) y usa un transformador para aumentar o reducir el voltaje al voltaje deseado. Tambin puede tener lugar algn filtrado. En algunos casos, el voltaje de la fuente es el mismo que el voltaje de salida; esto se llama un transformador de aislamiento. Otros transformadores de fuente de alimentacin de CA no proporcionan aislamiento de red; estos se llaman autotransformadores; un autotransformador de salida variable se conoce como variac. Otros tipos de fuentes de alimentacin de CA estn diseadas para proporcionar una corriente constante y el voltaje de salida puede variar segn la impedancia de la carga. En los casos en que la fuente de alimentacin es de corriente continua (como una batera de almacenamiento de automvil), se puede usar un inversor y un transformador elevador para convertirla en alimentacin de CA. La alimentacin de CA porttil puede ser proporcionada por un alternador impulsado por un motor disel o de gasolina (por ejemplo, en un sitio de construccin, en un automvil o barco, o generacin de energa de respaldo para servicios de emergencia) cuya corriente pasa a un regulador circuito para proporcionar un voltaje constante en la salida. Algunos tipos de conversin de alimentacin de CA no utilizan un transformador. Si el voltaje de salida y el voltaje de entrada son los mismos, y el propsito principal del dispositivo es filtrar la energa de CA, puede llamarse acondicionador de lnea. Si el dispositivo est diseado para proporcionar energa de respaldo, puede llamarse fuente de alimentacin ininterrumpida. Se puede disear un circuito con una topologa de multiplicador de voltaje para aumentar directamente la alimentacin de CA; anteriormente, tal aplicacin era un tubo de vaco receptor de CA/CC.
En el uso moderno, las fuentes de alimentacin de CA se pueden dividir en sistemas de monofsico y trifsico. Las fuentes de alimentacin de CA tambin se pueden utilizar para cambiar la frecuencia y el voltaje. Los fabricantes suelen utilizarlas para comprobar la idoneidad de sus productos para su uso en otros pases. 230 V 50 Hz o 115 60 Hz o incluso 400 Hz para pruebas de avinica.
Un adaptador de CA es una fuente de alimentacin integrada en un enchufe de alimentacin de CA. Los adaptadores de CA tambin se conocen por otros nombres, como "paquete de enchufes" o "adaptador de enchufe", o por trminos de jerga como "verruga de pared". Los adaptadores de CA suelen tener una sola salida de CA o CC que se transmite a travs de un cable fijo a un conector, pero algunos adaptadores tienen varias salidas que se pueden transmitir a travs de uno o ms cables. Los adaptadores de CA "universales" tienen conectores de entrada intercambiables para adaptarse a diferentes voltajes de red de CA.
Los adaptadores con salidas de CA pueden consistir solo en un transformador pasivo (ms algunos diodos en adaptadores de salida de CC), o pueden emplear circuitos de modo de conmutacin. Los adaptadores de CA consumen energa (y producen campos elctricos y magnticos) incluso cuando no estn conectados a una carga; por esta razn, a veces se los conoce como "vampiros elctricos" y se pueden conectar a regletas de enchufes para permitir que se enciendan y apaguen convenientemente.
Una fuente de alimentacin programable (programmable power supply o PPS) es aquella que permite el control remoto de su funcionamiento a travs de una entrada analgica o interfaz digital como RS-232 o GPIB. Las propiedades controladas pueden incluir voltaje, corriente y, en el caso de fuentes de alimentacin de salida de CA, frecuencia. Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluidas las pruebas de equipos automatizados, el control del crecimiento de cristales, la fabricacin de semiconductores y los generadores de rayos X.
Las fuentes de alimentacin programables suelen emplear un microordenador integral para controlar y monitorear el funcionamiento de la fuente de alimentacin. Las fuentes de alimentacin equipadas con una interfaz de ordenador pueden usar protocolos de comunicacin patentados o protocolos estndar y lenguajes de control de dispositivos como SCPI.
Entre las fuentes de alimentacin alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga est siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a la carga.
Otro tipo de alimentacin de fuentes alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia es variada, manteniendo la amplitud de la tensin logrando un efecto de fuente variable en casos como motores y transformadores de tensin.
La fuente de alimentacin de un sistema elctrico tiende a generar calor. Cuanto mayor sea la eficiencia, ms calor se extrae de la unidad. Hay muchas formas de gestionar el calor de una fuente de alimentacin. Los tipos de enfriamiento generalmente se dividen en dos categoras: conveccin y conduccin. Los mtodos de conveccin comunes para enfriar las fuentes de alimentacin electrnicas incluyen flujo de aire natural, flujo de aire forzado u otro flujo de lquido sobre la unidad. Los mtodos comunes de enfriamiento por conduccin incluyen disipadores de calor, placas fras y compuestos trmicos.
Un fusible contiene un trozo corto de alambre que se derrite si fluye demasiada corriente. Esto desconecta efectivamente la fuente de alimentacin de su carga y el equipo deja de funcionar hasta que se identifica el problema que caus la sobrecarga y se reemplaza el fusible.Algunas fuentes de alimentacin usan un enlace de cable muy delgado soldado en su lugar como fusible. Los fusibles en las unidades de fuente de alimentacin pueden ser reemplazables por el usuario final, pero los fusibles en los equipos de consumo pueden requerir herramientas para acceder y cambiar.
Un disyuntor contiene un elemento que calienta, dobla y activa un resorte que cierra el circuito. Una vez que el elemento se enfra y se identifica el problema, se puede restablecer el interruptor y restaurar la energa.
Algunas fuentes de alimentacin utilizan un corte trmico enterrado en el transformador en lugar de un fusible. La ventaja es que permite extraer ms corriente durante un tiempo limitado de lo que la unidad puede suministrar continuamente. Algunos de estos recortes se restablecen automticamente, algunos son de un solo uso.
Algunos suministros usan limitacin de corriente en lugar de cortar la energa si se sobrecargan. Los dos tipos de limitacin de corriente utilizados son la limitacin electrnica y la limitacin de impedancia. El primero es comn en las PSU de mesa de laboratorio, el segundo es comn en suministros de menos de 3 vatios de salida.
Las fuentes de alimentacin son un componente fundamental de muchos dispositivos electrnicos y, por lo tanto, se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Esta lista es una pequea muestra de las mltiples aplicaciones de las fuentes de alimentacin.
Una fuente de alimentacin de un ordenador moderno es una fuente de alimentacin conmutada que convierte la alimentacin de CA de la red elctrica en varios voltajes de CC. Los suministros de modo conmutado reemplazaron a los suministros lineales debido a mejoras en el costo, el peso, la eficiencia y el tamao. La diversa coleccin de voltajes de salida tambin tiene requisitos de consumo de corriente muy variables.
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