Funcionamiento de una Fuente de Poder (POWER SUPPLY).

Para entender cómo funciona una fuente de voltaje (Power Supply) debemos reconocer cómo está compuesta y el funcionamiento de cada una de sus partes.

Partes de una fuente de poder

  • Puente rectificador
  • Etapa de filtrado
  • Etapa de regulación de voltaje

El puente rectificador es un circuito utilizado para convertir la corriente alterna en corriente directa de tal forma que los semiciclos negativos o positivos son rectificados creando una forma de onda casi de corriente directa.

Como primera parte para una fuente de voltaje es necesario transformar el alto voltaje en voltaje más pequeño y para esto se utiliza un transformador, existen variedades de transformadores, donde la bobina primaria puede ser de 120V a 240V inclusive más, y su bobina secundaria suelen estar entre los más comunes 12V, pero también existen transformadores de 6V, 9V, 24V etc.…

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Para entender el funcionamiento del puente rectificador primero debemos de tener en cuenta el funcionamiento de un diodo.

El principio básico del diodo

El funcionamiento del diodo en corriente alterna tiene un comportamiento tal que solo deja pasar la corriente en un solo sentido, de ánodo a cátodo hablando convencionalmente, esto quiere decir que cuando la corriente tiene un polo opuesto o polarizamos el diodo inversamente se dice que no deja pasar la corriente debido a que se podría decir que el diodo alcanza una resistencia infinita. De esta forma podemos configurar el diodo para aprovechar los semiciclos positivos o negativos dependiendo de nuestras necesidades.

Puente rectificador

Existen algunas configuraciones para rectificar la corriente, como el puente de media onda y el puente de onda completa, ambos pueden ser utilizados dependiendo de las necesidades.

El puente de media onda tiene la ventaja de que utiliza menos componentes siente este solo un diodo a diferencia del puente de onda completa, la desventaja es que este puente aprovecha mucha menos energía que el puente completo y solo puedes obtener voltaje positivo o voltaje negativo.

betp

El puente rectificador de onda completa está compuesto por cuatro diodos, en algunos circuitos es posible encontrar la configuración de los cuatro diodos, pero en otros casos es más común encontrar un encapsulado que tiene los cuatro dentro.

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La etapa de filtrado consiste en agregar capacitores a las salidas rectificadas para poder suavizar la onda final. La forma en la que el capacitor actúa es como el de una batería momentánea, este se carga en los puntos más altos del semiciclo y cuando el voltaje del semiciclo empieza a caer el capacitor entra en acción descargándose rápidamente o lentamente, dependiendo de la capacidad que pueda almacenar o de la demanda de la carga conectada. Esto le da a la onda final una apariencia de ser corriente directa, aunque en algunas ocasiones esto no desaparece del todo, existiendo algo llamado voltaje de rizado.

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En la etapa de regulación se encuentra una gran variedad de componentes, e inclusive existen encapsulados para simplificar el diseño, la etapa de regulación está encargada de mantener el voltaje fijo entre sus terminales, estas pueden ser a diferentes voltajes dependiendo de su aplicación, en el mercado existen algunos reguladores de voltaje de baja potencia como el LM7805 (regulador de 5V a 1A), en algunos casos es necesario tener fuentes duales por lo que también se puede encontrarlos famosos LM7905 (regulador de -5V a 1A) con esto ya podemos construir una fuente de voltaje dual desde  24V a -24V.

En resumen, podemos explicar con un diagrama el funcionamiento general de una fuente de poderimagen3.png

En el mercado existen diferentes tipos de fuentes reguladas de diferentes tipos de capacidades de acuerdo con nuestras necesidades.

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Lo visto anteriormente es el principio básico de las fuentes de poder, pero en la industria y comercialmente los diseños pueden llegar a ser muy complejos, incluyendo protecciones de sobrecarga de corriente, controladores LCD, etc.

Escrito por:
Ing. Humberto Andrade
humberto.andrade@aqsindustrial.com.mx


Bibliografia:

Nieto Vilardell, Eugenio (2015) “Fuentes de alimentación conmutadas en la práctica: Qué son, cómo funcionan, como se reparan”

https://books.google.com.mx/books?id=h5dNBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=puente%20rectificador%20libros&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwjMy8bWhpjXAhWjilQKHXX9AJkQ6AEILDAB#v=onepage&q&f=false
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