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Introducción Muchos circuitos necesitan para su funcionamiento, una fuente de poder o alimentación de corriente continua (C.C.), pero lo que normalmente se encuentra es alimentación de corriente alterna (C.A.). Para lograr obtener corriente continua, la entrada de corriente alterna debe seguir un proceso de conversión como el que se muestra en el diagrama. En el gráfico siguiente se ve el funcionamiento de una fuente de poder, con ayuda de un diagrama de bloques. También se muestran las formas de onda esperadas al inicio (Entrada en A.C.), al final (Salida en C.C.) y entre cada uno de ellos.

- La señal de entrada, que va al primario del transformador, es una onda senoidal cuya amplitud dependerá del lugar en donde vivimos (110 / 220 Voltios c.a. u otro). Ver unidades de medida básica en electrónica. Nota: A la fuente de poder también se acostumbra llamar fuente de alimentación y fuente de voltaje o tensión

Transformador El transformador entrega en su secundario una señal con una amplitud menor a la señal de entrada y ésta deberá tener un valor que esté de acorde a la tensión (voltaje) final, de corriente continua, que se desea obtener. Por ejemplo: Si se desea obtener un voltaje final en corriente directa de 12 Voltios, el secundario del transformador deberá tener un voltaje en corriente alterna no menor a los 9 voltios, quedando este valor muy ajustado (recordar que el valor pico el el secundario es: Vp = 1.41 x Vrms = 1.41 x 9 = 12.69 Voltios). Si se toman en cuenta las caídas de voltaje en las diferentes etapas (bloques) de la fuente de poder, posiblemente ya no se puedan obtener los 12 voltios esperados. En este caso se

escogería un transformador con un voltaje en el secundario de 12 voltios c.a.. Con este voltaje en c.a. se obtiene un voltaje pico: Vp = 1.41 x 12 = 16.92 voltios.

Rectificador - El rectificador convierte la señal anterior en una onda de corriente continua pulsante, y en el caso del diagrama, se utiliza un rectificador de 1/2 onda (elimina la parte negativa de la onda.)

Filtro - El filtro, formado por uno o más condensadores (capacitores), alisa o aplana la onda anterior eliminando el componente de corriente alterna (c.a.) que entregó el rectificador. Los capacitores se cargan al valor máximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la señal pulsante del desaparece. Ver el diagrama anterior y proceso de descarga de un capacitor

Regulador - El regulador recibe la señal proveniente del filtro y entrega un voltaje constante sin importar las variaciones en la carga o del voltaje de alimentación. - Los transformadores se utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente alterna. - Los rectificadores están formados por diodos y se utilizan el proceso de transformación de una señal de corriente alterna a corriente continua, permitiendo el paso o no de los semiciclos de ondas de corriente alterna. - Los filtros, pueden ser de varios tipos y se utilizan para eliminar los componentes de C.A. no deseados. - Los reguladores son un grupo de elementos o un elemento electrónico.

Proceso de rectificación La corriente y voltaje que las compañías distribuyen a nuestras casas, comercios u otros es corriente alterna. Para que los artefactos electrónicos que allí tenemos puedan funcionar adecuadamente, la corriente alterna debe de convertirse en corriente continua. Para realizar esta operación se utilizan diodos semiconductores que conforman circuitos rectificadores. Inicialmente se reduce el voltaje de la red (110 / 220 voltios AC u otro) a uno más bajo como 12 o 15 Voltios AC con ayuda de un transformador. A la salida del transformador se pone el circuito rectificador. La tensión en el secundario del transformador es alterna, y tendrá un semiciclo positivo y uno negativo

Polarización del diodo en sentido directo Durante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado en directo, permitiendo el paso de la corriente a través de él. Ver gráfico.

Si el diodo es considerado como ideal, este se comporta como un cortocircuito, (ver gráfico), entonces toda la tensión del secundario aparecerá en la resistencia de carga.

Polarización del diodo en sentido inverso Durante el semiciclo negativo, la corriente entregada por el transformador querrá circular en sentido opuesto a la flecha del diodo. Si el diodo es considerado ideal entonces este actúa como un circuito abierto y no habrá flujo de corriente, La forma de onda de salida de un rectificador de 1/2 onda será como se muestra en la siguiente figura.

Filtrado con capacitor (condensador) La tensión de salida del rectificador de 1/2 onda anterior (una onda pulsante) muestra con claridad un voltaje en corriente continua que se pueda aprovechar (no es constante). Pero si incluimos a la salida de este y antes de la carga un condensador (capacitor), este ayudará a aplanar la salida. Cuando el diodo conduce (semiciclo positivo) el capacitor se carga al valor pico del voltaje de entrada. En el siguiente semiciclo, cuando el diodo está polarizado en inversa y no hay flujo de corriente hacia la carga, es el condensador el que entrega corriente a la carga (el condensador se descarga a través de la resistencia de carga). El condensador al entregar corriente a la carga se descarga (disminuye el voltaje en sus terminales). Ver la figura anterior y la siguiente, donde se puede ver con claridad la carga del condensador y descarga del condensador. (la línea roja)

La tensión de rizado A la variación del voltaje ( ∆v ) en los terminales del condensador debido a la descarga de este en la resistencia de carga se le llama tensión de rizado. La magnitud de este rizado dependerá del valor de la resistencia de carga y al valor del capacitor.

En el semiciclo positivo el transformador entrega corriente (a través del diodo) al condensador C y a la resistencia RL, en el semiciclo negativo es el capacitor el que entrega corriente a la resistencia (se descarga). Si el capacitor es grande significa menos rizado, pero aún cumpliéndose esta condición, el rizado podría ser grande si la resistencia de carga es muy pequeña (corriente en la carga es grande)

Rectificador de onda completa con transformador con derivación central Fuente de alimentación no regulada, rizado Para poder comprender bien lo que se plantea en este tutorial, es conveniente que haya leído El rectificador de media onda. Si ya lo hizo o considera que no es necesario continúe. Este tipo de rectificador necesita un transformador con derivación central. La derivación central es una conexión adicional en el bobinado secundario del transformador, que divide la tensión (voltaje) en este bobinado en dos voltajes iguales. Esta conexión adicional se pone a tierra. Ver gráfico Durante el semiciclo positivo de la tensión en corriente alterna (ver Vin color rojo) el diodo D1 conduce. La corriente pasa por la parte superior del secundario del transformador, por el diodo D1 por RL y termina en tierra. El diodo D2 no conduce pues está polarizado en inversa

Durante el semiciclo negativo (ver Vin color azul) el diodo D2 conduce. La corriente pasa por la parte inferior del secundario del transformador, por el diodo D2 por RL y termina en tierra. El diodo D1 no conduce pues está polarizador en inversa. Ambos ciclos del voltaje de entrada son aprovechados y el voltaje de salida se verá como en el siguiente gráfico

La tensión de rizado Si a RL se le pone en paralelo un condensador, el voltaje de salida se verá como en la siguiente figura (línea negra). A la variación del voltaje ( ∆v ) en los terminales del condensador / capacitor debido a la descarga de este en la resistencia de carga se le llama tensión de rizado. La magnitud de este rizado dependerá del valor de la resistencia de carga y al valor del capacitor. Si se comparar este diagrama con su correspondiente de rectificación de 1/2 onda, se puede ver que este circuito tiene un rizado de mayor frecuencia (el doble), pero es menor. Ver ∆V en el rectificador de 1/2 onda En cada semiciclo el transformador entrega corriente (a través de los diodos D1 y D2) al condensador C y a la resistencia RL, Esto sucede mientras las ondas aumentan su valor hasta llegar a su valor pico (valor máximo), pero cuando este valor desciende es el condensador el que entrega la corriente a la carga (se descarga).

Si el capacitor es grande significa menos rizado, pero aún cumpliéndose esta condición, el rizado podría ser grande si la resistencia de carga es muy pequeña (corriente en la carga es grande) Nota: Hay que tomar en cuenta que el voltaje máximo que se podrá obtener dependerá del voltaje que haya entre uno de los terminales del secundario del transformador y el terminal de la derivación central

Rectificador de onda completa con puente de diodos Fuente de alimentación no regulada

Para comprender mejor lo que se plantea en este tutorial se recomienda que vea primero El rectificador de media onda, El rectificador de onda completa con transformador con derivación central. Si ya lo hizo o considera que no es necesario, continúe. El circuito rectificador de onda completa de la figura, es el que se utiliza si lo que se desea es utilizar todo el voltaje del secundario del transformador (en el caso de un transformador con derivación central). En el circuito con transformador con derivación central, la tensión de salida depende de la mitad de la tensión del secundario

En este circuito el transformador es alimentado por una tensión en corriente alterna. Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la resistencia de carga RL.

El el semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior también pasa por la carga RL. en el mismo sentido que en el semiciclo positivo.

La salida tiene la forma de una onda rectificada completa. Esta salida es pulsante y para "aplanarla" se pone un condensador (capacitor) en paralelo con la carga.

Este capacitor se carga a la tensión máxima y se descargará por RL mientras que la tensión de salida del secundario del transformador disminuye a cero ("0") voltios, y el ciclo se repite. Ver las figuras.

Introducción Todos los circuitos electrónicos requieren una o más fuentes de tensión estable de continua. Las fuentes de alimentación sencillas construidas con un transformador, un rectificador y un filtro (fuentes de alimentación no reguladas) no proporsionan un calidad suficiente porque sus tensiones de salida cambian con la corriente que circula por la carga y con la tensión de línea, y además se presenta una cantidad significativa de rizado a la frecuencia de la red. Por ello no son generalmente adecuadas para la mayoría de las aplicaciones. En la figura 1.11 se presenta un diagrama de bloques típico de una fuente de alimentación regulada. La entrada es un transformador conectado a la red eléctrica (220V, 50Hz) con el objeto de reducir su amplitud. Un rectificador de diodos rectifica la señal la cual es filtrada (generalmente a través de un condensador) para producir una salida DC no regulada. El regulador de tensión proporsiona una salida mucho más regulada y estable para alimentar una carga

La función del regulador de tensión es proporsionar una tensión estable y bien específicada para alimentar otros circuitos a partir de una fuente de alimentación de entrada de poca calidad; después del amplificador operacional, el regulador de tensión es probablemente el circuito integrado más extensamente usado. Además deben de ser capaces de proporsionar corrientes de salida desde unas cuantas decenas de miliamperios, en el caso de reguladores pequeños, hasta varios amperios, para reguladores grandes.

Fuente de alimentación De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda

Fuente de alimentación de una computadora En electrónica, una fuente de alimentación es un circuito que convierte la tensión alterna de la red industrial en una tensión prácticamente continua.

Clasificacion [editar] Las fuentes de alimentación o fuentes de poder se pueden clasificar atendiendo a varios criterios: •

Fuentes analógicas: sus sistemas de control son analógicos.

Fuentes de alimentación continuas [editar] Usualmente la entrada es una tensión alterna proveniente de la red eléctrica comercial y la salida es una tensión continua con bajo nivel de rizado. Constan de tres o cuatro etapas: salidas cipotónicas. • • •

sección de entrada: compuesta principalmente por un rectificador, también tiene elementos de protección como fusibles, varistores, etc. regulación: su misión es mantener la salida en los valores prefijados. salida: su misión es filtrar, controlar, limitar, proteger y adaptar la fuente a la carga a la que esté conectada.

Este tipo de fuentes pueden ser tanto lineales como conmutadas. Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida. En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. 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 se consigue con un componente disipativo regulable. La salida puede ser simplemente un condensador. 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.

Especificaciones [editar] Una especificación fundamental de las fuentes de alimentación es el rendimiento, que se define como la potencia total de salida entre la potencia activa de entrada. Como se ha dicho antes, las fuentes conmutadas son mejores en este aspecto. El factor de potencia es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada. Es una medida de la calidad de la corriente. Aparte de disminuir lo más posible el rizado, la fuente debe mantener la tensión de salida al voltaje solicitado independientemente de las oscilaciones de la línea, regulación de línea o de la carga requerida por el circuito, regulación de carga. Entre las fuentes de alimentación alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga está siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a la carga. Otro tipo de alimentación de fuentes alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia es variada, manteniendo la amplitud de la tensión logrando un efecto de fuente variable en casos como motores y transformadores de tensión...