FUENTES ALIMENTACIÓN

Abreviado como PS o P/S, una fuente de alimentación o PSU (power supply unit) es un componente de hardware de un ordenador que suministra energía a todos los demás componentes. La fuente de alimentación convierte un 110-115 o 220-230 voltios AC (corriente alterna) en una DC (corriente continua) de bajo voltaje constante que puede utilizar la computadora y que se clasifica según el número de vatios que genera.

Funcionamiento de una fuente de alimentación

Las fuentes de alimentación aparecen en todas partes, y saber cómo funcionan te ayudará a seleccionar las mejores opciones para sus aplicaciones. Su ordenador de sobremesa necesita una fuente de alimentación. Dado que no todos los modelos son iguales, necesita saber qué hace que una fuente de alimentación de CA/CC sea única, cómo puede elegir los mejores suministros para sus dispositivos eléctricos y mucho más. Si alguna vez has tenido preguntas sobre cómo funciona una fuente de alimentación, su definición, o lo que hace, descubre las respuestas a tus preguntas aquí.

¿QUÉ ES UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN?

No confundas una fuente de alimentación con una fuente de energía. Como definición la fuente es el origen de la electricidad entrante. En la mayoría de los casos, la fuente de electricidad es una toma de corriente, una batería o un generador. La fuente de alimentación funciona para convertir la energía de la fuente en el formato y el voltaje correctos. Debido a que existe una variedad de opciones, la función específica de la fuente de alimentación depende de si necesita regular la energía o convertirla. Para comprender una fuente de alimentación y su funcionamiento, hay que conocer sus partes y sus contribuciones al funcionamiento del dispositivo, lo que se explica a continuación.

LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN CAMBIAN DE VOLTAJE

El cambio de voltaje es el principal uso de las fuentes de alimentación. La fuente de energía tiene una salida constante, independientemente del tipo de dispositivo que deba utilizarla. Para evitar la sobrecarga, las fuentes de alimentación reducen el voltaje o, por el contrario, lo aumentan para adaptarse a los requisitos del dispositivo.

Demasiada energía que sale de una fuente de alimentación puede dañar gravemente un dispositivo, pero si la fuente de alimentación no suministra suficiente voltaje, el dispositivo no funcionará como debería. El cambio de energía es la principal tarea de las fuentes de alimentación, y la mayor parte de su construcción proviene del transformador utilizado para subir o bajar el voltaje según sea necesario.

LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN CONVIERTEN LA ENERGÍA

La conversión de energía cambia la electricidad entrante a un formato que el dispositivo eléctrico puede utilizar. Existen dos tipos de fuentes de alimentación, DC-DC y AC-DC. Las fuentes de alimentación DC-DC permiten enchufar dispositivos eléctricos en enchufes de coche o fuentes similares que suministran corriente directa, o energía DC. Sin embargo, estas fuentes de alimentación no son las más utilizadas.

BUSCAR FUENTES DE ALIMENTACIÓN DE CC-CC

Aunque existen fuentes de alimentación de DC-DC, el tipo más común es el de AC-DC. Los enchufes eléctricos suministran corriente alterna, o CA, energía. La mayoría de los dispositivos eléctricos requieren corriente continua para funcionar. Una fuente de alimentación convierte la energía de CA en CC. Durante esta conversión, la salida puede oscilar, lo que ocasionalmente requiere una regulación. Sin embargo, para el uso general, es posible que no necesite fuentes de alimentación reguladas.

LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN REGULAN LA ENERGÍA

La mayoría de los aparatos electrónicos requieren una potencia regulada. Cuando una fuente de alimentación cambia el voltaje y el tipo de energía, el resultado no siempre es una salida estable. Aunque no se encienda y apague completamente, las fluctuaciones en el voltaje de salida siguen ocurriendo sin regulación. Una fuente de alimentación no regulada puede suministrar más energía de la esperada. Una sobretensión de este tipo alimentada a aparatos electrónicos delicados como ordenadores y televisores podría causar graves daños a las piezas o incluso daños permanentes que podrían causar daños irreparables.

La función añadida de regular la energía aumenta el coste del dispositivo, pero puede ahorrarle el precio de tener que comprar nuevos aparatos electrónicos para reemplazar los que se han estropeado por el voltaje no regulado que los abruma. Para ahorrar dinero mientras se alimentan dispositivos con cargas que se acercan a la salida de la fuente de alimentación, utilice fuentes de alimentación no reguladas. Pero los aparatos electrónicos requieren de energía regulada. No cometa el error de seleccionar la fuente equivocada.

¿CÓMO FUNCIONA UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN?

Las fuentes de alimentación básicas cambiarán el voltaje y se convertirán en energía de CC. Estas operaciones estándar envían un voltaje no regulado fuera de la fuente de alimentación, pero si necesitas una alimentación regulada, los dispositivos tienen un paso adicional de regulación del voltaje para suavizar las ondas. Para descubrir más sobre el funcionamiento de una fuente de alimentación, sigue leyendo para conocer las partes individuales y sus funciones, lo que aclarará tu visión de todo el funcionamiento del dispositivo.

PARTES DE LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN Y SUS FUNCIONES

Las fuentes de alimentación básicas consisten en varias partes. Estos componentes ayudan a la unidad a aumentar o disminuir el voltaje, convertir la energía y reducir los voltajes de ondulación, que son variaciones residuales en el voltaje y resultan en un desperdicio de energía y sobrecalentamiento.

Transformador: El transformador cambia el voltaje de entrada al nivel de voltaje de salida necesario. Estos dispositivos pueden aumentar o disminuir el voltaje. Típicamente, el voltaje de CC requerido es mucho menor que el voltaje de CA entrante de la fuente de energía primaria.
Rectificador: Para convertir la energía entrante de CA en CC, la fuente de alimentación utiliza un rectificador, que puede ser de media onda, onda completa o puente.
Filtro: Cuando la energía de CA cambia a CC, aún tiene ondas distintas que necesitan ser suavizadas. El filtro no alisa completamente las ondas, pero las reduce considerablemente. La salida de esta parte es energía no regulada.
Regulador: Un regulador de voltaje reduce los voltajes de ondulación dejados por el filtro, eliminando las subidas o bajadas de voltaje que podrían dañar los dispositivos conectados a la fuente de alimentación.
Los componentes de la fuente de alimentación son esenciales para la función particular de la unidad de alimentación. Como resultado, no todas las fuentes de alimentación consistirán en las mismas partes.

TRANSFORMADORES DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN

El transformador de la fuente de alimentación sube o baja el voltaje según sea necesario. La mayoría de los dispositivos requieren un voltaje reducido de las tomas de CA estándar, que producen de 100 a 240 voltios, a una cantidad mucho menor. Sin embargo, algunos transformadores aumentan el voltaje y aíslan los circuitos de entrada y salida.

La energía entrante entra en el transformador a través del bobinado primario. La electricidad saliente se conecta al bobinado secundario. Estos dos bobinados no tienen ninguna conexión física entre ellos. Este aislamiento de los bobinados asegura la seguridad del transformador. La Ley de Faraday permite inducir energía electromagnética en el devanado secundario desde el primario sin necesidad de contacto entre estas partes.

Una vez terminado de subir o bajar el voltaje, el transformador envía la energía de salida a un rectificador para convertir la corriente alterna en corriente continua.

¿CÓMO CONVIERTE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE CA EN CC?

Parte de cómo funciona una fuente de alimentación de CA a CC es el rectificador de la unidad que cambia el tipo de corriente. Los creadores de fuentes de alimentación eligen entre tres tipos de rectificadores de diodos de silicio para convertir la corriente alterna en corriente continua. Cada modelo tiene su funcionamiento y sus beneficios.

Media onda: El rectificador de menor costo utiliza un solo diodo de silicio, pero sólo convierte la mitad de la onda CA. Esta conversión de media onda resulta en una mayor ondulación, que es más difícil de eliminar con un regulador. Además, los rectificadores de media onda no funcionan tan eficientemente como otros modelos y sólo funcionan para suministrar energía a dispositivos de baja importancia.
Onda completa: Un rectificador de onda completa requiere una toma central en el bobinado secundario. Debido a que estos rectificadores necesitan un transformador especializado, normalmente aparecen en fuentes de alimentación más caras, aunque más eficientes. Estos modelos también producen menos ondulación después de la conversión en energía de CC, lo que es más fácil de eliminar para un regulador.
Puente: El rectificador más eficiente combina lo mejor de los tipos de media onda y onda completa. El modelo de puente utiliza cuatro diodos para convertir una onda completa de CA sin necesidad de un transformador central especial.

¿QUÉ ES UN FILTRO DE CONDENSADOR?

Después de la conversión, la mayor parte de la energía de CC seguirá teniendo una onda de salida. Un condensador filtra directamente lo peor del rizado cuando la electricidad sale del rectificador.

Los condensadores retienen los electrones hasta que se necesitan. A medida que la corriente pasa a través del condensador, se mueve en ondas. Los picos ya tienen suficientes electrones, pero los bajos representan cantidades más bajas de electricidad que corresponden a niveles más bajos de electrones. A medida que las ondas de corriente caen, la necesidad de electrones adicionales aumenta. El condensador introduce electrones en la corriente, haciendo que las ondas sean más suaves. Ondas más suaves proporcionan una electricidad más uniforme sin reflujos ni sobrecargas.

Aunque los condensadores no crean una potencia totalmente suave, sí reducen las altas y bajas que dejan un rectificador. Si necesitas un flujo constante de electricidad, debes tener un suministro de energía regulado. Estos dispositivos rellenan los huecos que quedan después de que la corriente abandona el condensador. Las fuentes de alimentación que se conectan a la electrónica requieren reguladores para proteger los delicados circuitos de tales dispositivos.

¿CÓMO FUNCIONA UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA?

Después de que la corriente sale del filtro, la tarea de la fuente de alimentación termina en un modelo no regulado. Mientras que las fuentes de alimentación no reguladas son suficientes para el uso general, cuando se necesita una electricidad completamente estable que no cambie cuando la carga lo hace, se necesita una potencia regulada. Las fuentes de alimentación reguladas vienen en dos formas basadas en cómo regulan la energía: lineales y de conmutación.

¿CÓMO FUNCIONA UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA LINEAL?

Una fuente de alimentación lineal tiene un método de operación simple y directo para convertir la electricidad y casi eliminar el voltaje de ondulación. El diseño comienza con un transformador para reducir el voltaje. Luego el dispositivo convierte la corriente alterna en corriente continua. Luego la corriente continua pasa por un regulador que la limpia reduciendo el voltaje de ondulación.

Esta opción de suministro de energía regulada pesa más debido al gran transformador que debe reducir la energía. Afortunadamente, las fuentes de alimentación lineales tienen un funcionamiento silencioso, lo que las convierte en una mejor opción cuando se necesita un suministro de baja potencia y limpio y constante. Los entornos médicos, los laboratorios y las instalaciones de comunicaciones son los que más se benefician de este tipo de suministro de energía regulada.

¿QUÉ ES UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA REGULADA?

Las fuentes de alimentación conmutadas son más eficientes, tienen mayores capacidades y son más pequeñas que sus homólogas lineales. Sin embargo, estos modelos generan ruido durante su uso, especialmente al cambiar de fuente de alimentación. A diferencia de las fuentes de alimentación lineales, que son mejores para aplicaciones específicas, las fuentes de alimentación conmutadas son más versátiles. La razón de la flexibilidad de estos dispositivos es el uso de la modulación de ancho de pulso (PWM).

El uso de PWM hace que las fuentes de alimentación conmutadas sean mucho más eficientes que las fuentes de alimentación lineales y les permite cambiar rápidamente a diferentes fuentes de electricidad. Seleccione fuentes de alimentación conmutadas reguladoras cuando necesite una mayor potencia de salida y una mayor eficiencia en un tamaño más pequeño de lo que puede obtener de una fuente de alimentación regulada lineal.

¿CUÁL ES EL USO DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN?

Cuando se utilizan para ordenadores, las fuentes de alimentación tienden a ser la parte más propensa a fallar debido a sus frecuentes fluctuaciones de temperatura y su intenso uso. Por supuesto, los aparatos electrónicos como los ordenadores y los televisores requieren fuentes de alimentación y requieren la sustitución de estas piezas con mayor frecuencia que las de otros componentes. Sin embargo, estos no son los únicos usos de las fuentes de alimentación.

Las fuentes de alimentación hacen más que proporcionar electricidad para la electrónica. Estos dispositivos pueden ser internos o externos y proporcionan energía a los electrodomésticos, las luces y más. Si tiene una pieza que requiere electricidad, es probable que tenga una fuente de alimentación en ese dispositivo o conectada a él.

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