FUENTES DE ALIMENTACIÓN
La fuente de alimentación es la encargada de alimentar al ordenador, de adaptar la corriente de la toma eléctrica a los requisitos del PC. Para ello, no sólo transforma la corriente alterna en continua, sino que mediante diferentes cables , que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta ordenador, televisor, impresoras, lo cual también la redirige a cada uno de los componentes, como el procesador y la tarjeta gráfica.
Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse 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, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente.
Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más complejo y por tanto más susceptible a averías.
FUNCIÓN DE LA FUENTE
Son usadas para suministrar corriente eléctrica a nuestros aparatos electrónicos pero como parten de una corriente alterna es necesario transformarla a corriente continua como objetivo se tiene como grandes aliados a los diodos, la función consiste en convertir el tipo de energía disponible en la toma de corriente de pared a aquellos que sea utilizable por los circuitos de la computadora.
La corriente DC se utiliza comúnmente para alimentar pequeños
dispositivos electrónicos, computadoras, equipos de música y otros aparatos
eléctricos pequeños tienen su rectificador de conversión DC integrado en el
dispositivo.
-Una fuente de alimentación puede obtener energía a partir de:
Sistemas de transmisión de energía eléctrica, los ejemplos más comunes
de esto son las fuentes de alimentación que convierten la tensión de línea de
CA en tensión de CC.
-Dispositivos de almacenamiento de energía, tales como baterías y pilas
de combustible.
-Sistemas electromecánicos, tales como generadores y alternadores.
FUENTES:
Las lineales utilizan un transformador para disminuir el nivel de tensión a nuestras necesidades del circuito.
Las conmutadas utilizan circuitos basados en transistores y bobinas trabajando en conmutación para reducir la tensión
DIAGRAMA EN BLOQUE GENERAL DE LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN
FUNCIÓN DE LOS BLOQUES
Los transformadores se utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente alterna.
Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente que son los que nos otorga la red eléctrica.La salida de este proceso generará de 5 a 12 voltios.
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. El voltaje ya suavizado se le da la forma lineal que utilizan los dispositivos. Se usa un elemento electrónico especial llamado circuito integrado. Esta fase es la que entrega la energía necesaria la computadora
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, 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, esta fuente de alimentación
deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las
características del transformador.
Transformación.
Un transformador se compone de dos enrolla-miento embobinados eléctrica mente aislados entre sí, devanados sobre el mismo núcleo de hierro o de aire.
Rectificador
El rectificador convierte la señal anterior en una onda de corriente continua pulsante, 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 hemiciclos de ondas de corriente alterna
Rectificador a diodos
El rectificador es el que se encarga de convertir la tensión alterna que sale del transformador en tensión continua. Para ello se utilizan diodos, un diodo conduce cuando la tensión de su ánodo es mayor que la de su cátodo.
Es como un interruptor que se abre y se cierra según la tensión de sus terminales:
El rectificador se conecta después del transformador, por lo tanto le entra tensión alterna y tendrá que sacar tensión continua, es decir, un polo positivo y otro negativo:
Filtrado
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, esta le da calidad a la corriente continua y suaviza el voltaje, por medio de elementos electrónicos llamados capacito res.
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. El voltaje ya suavizado se le da la forma lineal que utilizan los dispositivos. Se usa un elemento electrónico especial llamado circuito integrado. Esta fase es la que entrega la energía necesaria la computadora
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, son un grupo de elementos que se encarga de que el voltaje de salida no varíe de su valor nominal en cualquier condición
ELEMENTOS QUE CONFORMAN UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Toma corriente
Transformador de potencia
Fusible
Rectificador
Rectificador
Filtro
Regulador
Regulador
Los reguladores conmutados disipan
menos energía en forma de calor y además son capaces de suministrar voltajes de
salida mayores o menores que el voltaje de entrada, además estos pueden
suministrar un voltaje de salida con polaridad opuesta a la del voltaje de
entrada.
Las
fuentes conmutadas son convertidores cc, por lo que la red debe ser previamente rectificada y filtrada con una
amplitud de rizado aceptable.
ETAPAS DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Etapa de protección:
Esta etapa se encarga de proteger la fuente en caso de que ocurra algún problema, ya sea interno o no de la fuente.
Esta etapa especialmente el fusible, debería ser lo primero que debería romperse en caso de problemas, pero no siempre sucede así, hay casos en los que se rompen otros componentes de la fuente y el fusible sigue bien. El termistor es bastante difícil que se rompa y en caso de hacerlo, es fácil de detectar, ya que revienta.
Etapa de filtro de línea
Esta etapa la constituye un filtro LC (bobina - capacitor).
Su función es eliminar el "ruido" en la red eléctrica, esta etapa normalmente no da problemas.
Etapa rectificadora de entrada
Está constituida por lo que se conoce como un puente de diodos circuito conformado por 4 diodos o un integrado, el cual se utiliza como rectificador.
Este componente convierte la onda alterna de entrada en una señal positiva pulsante, este es el primer paso para obtener una señal continua a partir de una alterna
Etapa de filtro de entrada:
Estos se encargan de disminuir el rizado de la señal proveniente de la etapa rectificadora, obteniendo una señal casi continua. Para hacer esto, almacenan la carga eléctrica y la entrega cuando es necesario. Cerca de los condensadores hay una resistencia de potencia, a la cual se la conoce como BLEEDER. Cuando se apaga la PC, esta resistencia descarga lentamente los capacito res para prevenir posibles roturas de éstos.
ETAPA CONMUTADORA: Está constituida por los 2 dispositivos que le confieren a la fuente el sobrenombre de SWITCHING o conmutada: 2 transistores de potencia.
Estos dispositivos se encargan se convertir la señal casi continua proveniente de los capacito res nuevamente en una señal alterna, pero con una frecuencia mayor 50hz de la red eléctrica en aproximadamente 18000 Hz.
Etapa transformadora
Otra función que cumple es la de separar eléctrica mente a las etapas de entrada de las de salida, siendo un acople de éstas del tipo magnético.
Etapa rectificadora de salida
Debido a que el transformador entrega una corriente alterna, pero con alta frecuencia, y se tiene que entregar una corriente continua, no se usan diodos normales sino que se utilizan dispositivos conocidos como dobles diodos o diodos de potencia.
Aquí existen tantas etapas como voltajes se entregan: una para 12V y otra para 5V (tanto positivos como negativos). La salida de esta etapa es casi una señal continua pura.
Etapa de filtro de salida
A diferencia del filtro de entrada, aquí no se utilizan sólo capacito res, sino también bobinas filtro LC debido a que tiene una mejor respuesta en el manejo de grandes corrientes cercanas a los 12 - 15 Amperios. Su implementación se hace necesaria debido a los tiempos de recuperación de los diodos utilizados en la etapa anterior, los cuales impiden obtener una salida continua perfecta en la etapa anterior, cosa que si se logra en esta etapa. De aquí salen ya las tensiones de trabajo de la fuente 5 y 12V.
Etapa de control
Esta etapa se encarga de verificar el trabajo de la fuente, esta etapa tiene su centro en el circuito integrado TL494 (o DBL494) el cual es un modulador de ancho de pulso.
Este integrado regula la velocidad de conmutación de los transistores SWITCHING, de acuerdo a la corriente que exija a la fuente en un momento dado; asimismo, de esta etapa, sale una señal denominada POWER GOOD (el cable naranja en las fuentes AT y el gris en las ATX) cuyo valor normal es 5V. Esta señal va directamente a la placa madre. En caso de ocurrir alguna falla su valor desciende a 0 V; esta señal es el pulso de la fuente, la placa madre lo toma como referencia y en caso de problemas, corta automáticamente el suministro de energía a todos los dispositivos conectados a ella para evitar un posible daño a los mismos.
DIFERENCIAS ENTRE LAS FUENTES LINEALES Y LAS FUENTES CONMUTADAS
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.
Son más complejas en
su arquitectura tienen más ventajas que
las fuentes lineales son las que actualmente se usan para televisores, radios
receptores, computadores personales, equipos digitales de control de potencia.
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, 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, esta fuente de alimentación
deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las
características del transformador.
DIFERENCIAS ENTRE FUENTE
CONMUTADA Y LINEAL:
· El transformador de baja frecuencia es varias veces más grande y más
pesado que un transformador correspondiente de fuente conmutada.
· La fuente de alimentación conmutada es más versátil y mejor adaptada a voltajes de entrada variables que la fuente lineal. Igualmente la conmutada regulan la salida con un voltaje bajo mientras que las lineales lo hacen con un voltaje alto.
· La fuente lineal regula el voltaje de salida disipando el exceso de energía como calor, haciéndola más ineficaz, la conmutada usa una señal de control para variar el ancho de pulso, de esta manera toma de la alimentación solo la energía requerida por la carga.
· La fuente conmutada es más compleja debido al funcionamiento a altas frecuencias y pueden causar pérdidas importantes.
· Las fuentes lineales al ser menos complejas y con pobre regulación, producen ruidos electrónicos leves o hasta pueden llegar a suprimir la ondulación mucho mejor, en cambio las conmutadas no exhiben generalmente la ondulación en la frecuencia de alimentación, sino salidas más ruidosas a altas frecuencias.
· Cuando la fuente conmutada está en funcionamiento incorrecto, emiten un sonido agudo ya que genera ruido acústico en la frecuencia del oscilador, de lo contrario su sonido no será audible por los seres humanos, este tipo de ruido en las lineales no es audible puesto que emiten es un zumbido débil en la baja frecuencia de alimentación.
· Las Fuentes lineales tienen bajo factor de potencia porque la energía es obtenida en los picos de voltaje de la línea de alimentación, mientras que en la conmutada se trabaja con mucha más potencia por lo mismo que sus usos son para cosas más grande.
· La fuente de alimentación conmutada es más versátil y mejor adaptada a voltajes de entrada variables que la fuente lineal. Igualmente la conmutada regulan la salida con un voltaje bajo mientras que las lineales lo hacen con un voltaje alto.
· La fuente lineal regula el voltaje de salida disipando el exceso de energía como calor, haciéndola más ineficaz, la conmutada usa una señal de control para variar el ancho de pulso, de esta manera toma de la alimentación solo la energía requerida por la carga.
· La fuente conmutada es más compleja debido al funcionamiento a altas frecuencias y pueden causar pérdidas importantes.
· Las fuentes lineales al ser menos complejas y con pobre regulación, producen ruidos electrónicos leves o hasta pueden llegar a suprimir la ondulación mucho mejor, en cambio las conmutadas no exhiben generalmente la ondulación en la frecuencia de alimentación, sino salidas más ruidosas a altas frecuencias.
· Cuando la fuente conmutada está en funcionamiento incorrecto, emiten un sonido agudo ya que genera ruido acústico en la frecuencia del oscilador, de lo contrario su sonido no será audible por los seres humanos, este tipo de ruido en las lineales no es audible puesto que emiten es un zumbido débil en la baja frecuencia de alimentación.
· Las Fuentes lineales tienen bajo factor de potencia porque la energía es obtenida en los picos de voltaje de la línea de alimentación, mientras que en la conmutada se trabaja con mucha más potencia por lo mismo que sus usos son para cosas más grande.
PARTES
DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA
FUNCIONES DE ETAPAS:
· En el bloque del inicio se rectifica y filtra la tensión alterna de
entrada para convertirla en una tensión continua pulsante.
Un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía
de corriente continua en corriente alterna de
una determinada frecuencia, estas oscilaciones pueden ser SENOIDALES,
cuadradas, triangulares, dependiendo de la forma que tenga la onda producida.
Un oscilador de onda cuadrada suele denominarse multi vibrador y por lo tanto, se les llama osciladores sólo a los que
funcionan en base al principio de oscilación natural que constituyen una bobina representada por la letra L (Inductancia) y un condensador CC (capacitancia), mientras que a los demás se le
asignan nombres especiales.
Los reguladores conmutados disipan
menos energía en forma de calor y además son capaces de suministrar voltajes de
salida mayores o menores que el voltaje de entrada, además estos pueden
suministrar un voltaje de salida con polaridad opuesta a la del voltaje de
entrada.
Las
fuentes conmutadas son convertidores cc, por lo que la red debe ser previamente rectificada y filtrada con una
amplitud de rizado aceptable.
funcionamiento
de la fuente ATX con la MOTHERBOARD.
Una fuente de alimentación está dividida en etapas, donde cada una de ellas cumple una función. Las etapas siguientes explican en el mismo sentido en que pasa la corriente eléctrica:
Está constituida por un transformador o Chopper, este transformador tiene varios bobinados para generar las diferentes tensiones de la fuente de alimentación.
<--- AT 
<--- ATX
CORRIENTE
ALTERNA: Es aquella que es variable periódicamente y cambia una
vez el sentido de la circulación de las cargas cada cierto tiempo.
CORRIENTE
CONTINUA: Es aquella que permanece constante e invariable y con el
mismo valor a lo largo del tiempo tiene
dos polos uno positivo y el otro negativo.
CÓDIGO DE
COLORES DEL CABLEADO DE LA FUENTE DE PODER
CÓDIGO DE COLORES DE LOS CONECTORES: Las placas AT no distinguen,
mediante colores, los distintos conectores de la placa madre. Sin embargo, en
las placas ATX se ha estandarizado un código de colores que identifica a los
distintos conectores de la placa madre, entre los que destacan los siguientes:
• Morado: Teclado.
• Verde: Ratón.
• Azul:
Conexión del monitor.
• Naranja: Puerto de
Juegos/Midi.
• Granate: Puerto de
Impresora.
• Azul y Blanco:
Conectores IDE.
DIFERENCIA
ENTRE LAS FUENTES AT Y ATX.
Podemos
diferenciar si una fuente es AT o ATX por los sus conectores que van hacia la
MOTHERBOARD.
Una de
las grandes diferencias que hay entre las fuentes de poder AT
y ATX son sus conectores
los conectores o cables de poder de las fuentes AT cuya función es alimentar la tarjeta madre, la cual es muy diferente a la ATX.
Otras de las diferencias notables
es su sistema de encendido en el de la AT se encuentra en el hardware
y en el de ATX
se encuentra en el software.
La forma de factor de
la tarjeta AT se limita a un conector externo, un conector de cinco pines DIN
para el teclado. Una tarjeta madre ATX de estilo está diseñada para incorporar
muchos otros conectores,
incluyendo las conexiones para tarjetas de red, tarjetas de vídeo, tarjetas de sonido y módem.
Alimentación. Los conectores de alimentación de las
placas AT y ATX son distintos, en el primer caso, son dos conectores hembra de
6 contactos cada uno, que se insertan en un único conector macho en línea de 12
contactos. Este tipo de placas no permiten la des conexión o apagado desde el
sistema operativo y debe realizarse a través de un conmutador que corte la
alimentación de la RED.
En
las placas ATX el conector es de 20 terminales en doble línea y en este caso,
dispone de un terminal PS-ON que permite la des conexión de la fuente por
software desde el propio sistema operativo.
Diferencia entre el conector de alimentación
AT y ATX.
Fuentes AT
-Tiene dos conectores de alimentación de la fuente
que son de 6 pines cada uno.
-Se prende por una tecla, es decir, que el contacto
con una llave es de forma permanente no es un botón, sino un SWITCH.
-No se apaga por software sino que en la pantalla
del monitor aparece el siguiente mensaje: “Ahora puede apagar el equipo”, la
podemos apagar desde el botón de la fuente.
-La fuente AT no trae incorporado un conector para
la alimentación del microprocesador.
- No traen un conector para alimentar el zócalo
PCI-EXPRESS (para las aceleradoras gráficas), a diferencia de las ATX.
-Traen un conector de alimentación FLOPPY para las
disqueteras 3 ½ pulgadas
-Las fuentes AT no traen un conector de 220VAC
hembra para poder enchufar un dispositivo externo, y generalmente se coloca el
monitor.
Fuentes ATX
-Tiene un conector de 24 pines para alimentar la
placa madre.
-Se prende por un pulsador, es decir, que se
produce un contacto de un pulso y la fuente se prende, a diferencia de la
fuente AT.
-Las fuentes ATX se apagan por software, es decir,
automáticamente. Una vez que queremos apagar la computadora, cuando ya finalizó
el apagado, la fuente también lo hace automáticamente, no desde un botón como
si lo hace la fuente AT.
-Estas fuentes, al ser más nuevas, traen
incorporadas un conector para el microprocesador de un voltaje específico.
-Las fuentes ATX traen un conector para poder
alimentar el zócalo PCI-EXPRESS y así poder conectar las tarjetas de vídeo u
otros dispositivos externos que queramos colocar en nuestro ordenador.
- Las fuentes ATX, al ser más nuevas, no traen el
conector de alimentación FLOPPY para las disqueteras 3 ½ pulgadas.
-Traen un conector hembra de 220V AC incorporado en
la fuente para poder conectar un dispositivo externo de la computadora.
