Estudiando la Fuente de Poder
Nota 2. Distinguir los Transformadores de una Fuente Conmutada
Los equipos de monitores, televisores y computadoras usan una fuente de poder conmutada del tipo switching o SMPS (Switch Mode Power Supply). Esta fuente convierte la alimentación de Corriente Alterna ( CA ) de la red domiciliaria que varía entre 220 a 110 volts a un voltaje de Corriente Continua ( CC ) que pueda ser usado por los circuitos electrónicos del dispositivo electrónico.
Normalmente este tipo de fuentes tiene varios voltajes de salida. En el caso de una computadora de tipo escritorio, los voltajes principales son los de +3,3v (cable naranja), +5v (cable rojo) y +12v (cable amarillo).
La estructura de este tipo de fuente es muy similar en todos los dispositivos, por lo que profundizar en su estudio le facilita al técnico comprender los principios funcionales de las fuentes de todos los dispositivos electrónicos. Alrededor del 80% de las fallas en dispositivos electrónicos están centradas en la falla de alguna de las etapas de la fuente de alimentación.
En la nota anterior hablamos de las ETAPAS típicas de la fuente (Primaria y Secundaria) que visualmente podían diferenciarse por el trafo principal o la línea de transformadores. Otra forma de “pensar” una fuente es tener en claro que su Etapa Primaria era la de Alto Voltaje (o etapa Hot o Caliente), mientras que la Etapa Secundaria era la de Bajo Voltaje (o Etapa Fría o Could).
Pero cuando profundizamos en su estudio, desde el punto de vista funcional, una fuente conmutada “típica” se divide y analiza en
- Fuente Primaria de Poder que abarca desde la entrada de la tensión de la red domiciliaria hasta su salida rectificada y filtrada
- Fuente Secundaria de Poder o Sección de Stand-By, formado por un sub-circuito que se completa con un transformador stand-by, que no siempre está en el modelo de fuente a reparar. Este circuito (muy importante en equipos de computadoras de escritorio) provee al sistema de la alimentación Stand-By que está funcionando permanentemente y permite el encendido por software.
El sub-circuito de Stand-By está conformado por un transformador en donde la corriente fluye desde la Etapa Primaria a la Secundaria. El transformador principal fluye de la misma manera.
Como puede ver en la fotografía, la corriente del tranformador de realimentación fluye en sentido inverso: de Etapa Secundaria a la Primaria.
Cuando unos está iniciando en la profesión técnica, es difícil determinar la organización de las fuentes y distinguir los transformadores y cómo se organiza la corriente.
Usaremos un plano electrónico de una fuente estándar para que pueda ubicar los componentes en el circuito real.
Contrastado con la placa real, vemos las mismas partes señaladas en el plano electrónico. Tenga en cuenta que las etapas en una placa electrónica no pueden delimitarse EXACTAMENTE como se pueden ver en el plano electrónico debido a que en condiciones reales, los fabricantes aprovechan todos los espacios libres de las placas.
Aclarado este punto, veamos la placa real desde el punto de vista electrónico macroscópico:
Como puede ver en el plano de más abajo, están señalados en el circuito los 3 transformadores (Principal, Realimentación y Stand-By) con sus correspondientes transistores, encargados de generar el pulso de corriente que permite “engañar” al transformador que, de ese modo, se comporta como si estuviera trabajando con corriente alterna, cuando en realidad recibe corriente continua pulsante gracias al corte que realizan estos transistores.
Lo primero que debe distinguir es el transformador PRINCIPAL (que es el de mayor tamaño) y recibe la corriente por primario mientras los transistores de alta potencia trabajan realizando los pulsos. En el plano puede ver dos transistores sobre el primario del trafo principal. A veces esos transistores pueden ser mosfets y en la mayor cantidad de casos son 3 tres en lugar de los dos que vemos en este plano didáctico.
Abajo tiene una fotografía para visualizar el trafo PRINCIPAL y estos transistores que trabajan en el primaro del trafo.
En la siguiente foto, puede apreciar el trafo de REALIMENTACION, que como puede ver, orienta su bobinado primario al revés del principal y puede encontrar muy cerca de su bobinado primario dos transistores que son los encargado de generar el corte la corriente para generar los pulsos.
En la plano puede ver al IC494, el clásico integrado generador del pulso que excita las bases de los dos transistores. El 494 (pueden ser otros IC) es el típico integrado SPMS que forma en corazón del circuito de realimentación encargado de aumentar o disminuir los pulsos para mantener estables los voltajes de salida. Básicamente el 494 o el IC SPMS reacciona regulando los pulsos dependiendo de la caída o subida de las tensiones primarias de la fuente en la salida.
Finalmente le muestro el transformador del circuito de Stand-By (identificado en el plano como SECOND POWER UNIT), encagado de mantener la corriente de stand-by (+5volts) y facilitar el encendido por software del resto de los circuitos de la fuente cuando el sistema está en ahorro de energía.
Analizado lo “macro” de la fuente, pasaré a describir y señalar cada una de las etapas que conforman las fuentes conmutadas.
La CA es la tensión que ingresa por la red de alimentación del domicilio ( en Argentina es de 220 volts y en otros países puede ser de 110 volts.) y entra a la fuente de alimentación (también conocida como Fuente de Poder o PSU –por power supply unit-) y pasa por diversas etapas que podemos ver en el gráfico de abajo.
La etapa que usted ve señalada como “Corrector de Factor de Potencia”, es una etapa que, dependiendo de su diseño, puede ser una etapa Activa o Pasiva y puede ubicarse en diferentes lugares dentro de este esquema general.
Notas recomendadas
- Estudiando las Fuentes de Poder (Nota 1)
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Por Ricardo Ponce
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